A new drift kinetic theory for the response of ions to small magnetic islands in toroidal plasma is presented. Islands whose width w is comparable to the ion poloidal Larmor radius are considered, expanding the ion response solution in terms of , where r is the minor radius. In this limit, the ion distribution can be represented as a function of toroidal canonical momentum, . With effects of grad-B and curvature drifts taken into account, the ion distribution function is a constant on a 'drift island' structure, which is identical to the magnetic island but radially shifted by . The distribution is then flattened across the drift island, rather than the magnetic island. For small islands , the pressure gradient is maintained across the magnetic island, suppressing the bootstrap current drive for the neoclassical tearing mode (NTM) growth. As , the ions are largely unperturbed. However, the electrons respond to the electrostatic potential required for quasi-neutrality and this provides a stabilizing contribution to the NTM evolution. This gives a new physical understanding of the NTM threshold mechanism, with implications for the design of NTM control systems for future tokamaks such as ITER.
トロイダルプラズマ中の小さい磁気島に対するイオンの応答に関する新しいドリフト運動論を提示する。島の幅wがイオンのポロイダルラーモア半径と同程度である場合を考え、イオンの応答解をに関して展開する。ここでrは小半径である。この極限において、イオン分布はトロイダル正準運動量の関数として表すことができる。grad-Bドリフトと曲率ドリフトの効果を考慮すると、イオン分布関数は「ドリフト島」構造上で定数となる。このドリフト島は磁気島と同一であるが、動径方向にだけシフトしている。分布はその後、磁気島ではなくドリフト島全体にわたって平坦化される。小さい島の場合、圧力勾配は磁気島全体にわたって維持され、新古典テアリングモード（NTM）成長に対するブートストラップ電流駆動を抑制する。の場合、イオンは大部分が擾乱を受けない。しかし、電子は準中性条件を満たすために必要な静電ポテンシャルに応答し、これによりNTMの成長に対する安定化寄与がもたらされる。これはNTMの閾値メカニズムに対する新たな物理的理解を与え、ITERのような将来のトカマクにおけるNTM制御システムへの示唆を与える。