The self-organizing regime has been studied in an Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) long-pulse discharge. Multiple magnetohydrodynamic (MHD) instabilities and associated change in the core toroidal rotation were observed. A m/n= 3/2 tearing mode (TM) persisted for ∼42 s, until being damped as a result of current profile evolution. The deposition of a lower-hybrid wave (LHW) was coupled with the current profile via the magnetic field, and gradually changed the current profile with a stable heating power in the progress. A m/n = 1/1 long-lived mode (LLM) co-existed with the TM, but appeared alternatively with a m/n = 1/1 high frequency mode (HFM). The HFM appeared when the normalized electron temperature gradient (ETG) R/LTe near the q = 1 surface exceeded ∼8.5, and its frequency chirped as varied. Disappearance of the TM was followed by an increase in the core electron temperature and an acceleration of toroidal rotation in the counter-current direction. The neoclassical toroidal viscosity (NTV) torque driven by these modes was modeled by NTVTOK, and the results indicated that the TM drove a toroidal torque in the co-current direction which damped the intrinsic rotation. These results enhance the understanding of the self-organizing regime in long-pulse discharges and provide a prospective study on the physics under long-pulse conditions for future fusion reactors.
自己組織化状態が、実験先進超伝導トカマク(EAST)の長時間パルス放電において研究された。複数の磁気流体力学(MHD)不安定性と、それに伴う中心部のトロイダル回転の変化が観測された。m/n=3/2のテアリングモード(TM)は、電流分布の時間発展の結果として減衰されるまで、約42秒間持続した。低ハイブリッド波(LHW)の堆積は、磁場を介して電流分布と結合し、安定した加熱電力のもとで、その進行中に電流分布を徐々に変化させた。m/n=1/1の長寿命モード(LLM)はTMと共存したが、m/n=1/1の高周波モード(HFM)と交互に現れた。HFMは、q=1表面近傍の規格化電子温度勾配(ETG) R/LTeが約8.5を超えると現れ、その周波数は、それが変化するにつれてチャープした。TMの消滅後には、中心電子温度の上昇と、反電流方向へのトロイダル回転の加速が続いた。これらのモードによって駆動される新古典トロイダル粘性(NTV)トルクはNTVTOKによってモデル化され、その結果は、TMが共電流方向のトロイダルトルクを駆動し、自発回転を減衰させることを示した。これらの結果は、長時間パルス放電における自己組織化状態の理解を深め、将来の核融合炉に向けた長時間パルス条件での物理に関する将来を見据えた研究を提供する。