Neoclassical tearing modes (NTMs) are a class of resistive instabilities that arise in tokamaks at rational surfaces and form magnetic islands. These islands flatten the pressure gradient, reducing plasma performance and may lead to disruptions should they grow large enough. Driving current within the island can stabilize the NTM, which has been achieved with electron cyclotron current drive (ECCD) on multiple devices. An alternative to ECCD is lower hybrid current drive (LHCD), which offers the advantages of increased current drive efficiency and reduced system cost. LHCD has been viewed as poorly suited for NTM suppression due to the large spatial extent of the driven current when in the multi-pass absorption regime (as has been the case in all past LHCD experiments). However, the driven current is more localized when in the single pass absorption regime, as is predicted for the DIII-D high field side (HFS) LHCD experiment. This work evaluates the feasibility of NTM suppression with HFS LHCD on DIII-D by predicting the island growth rate for a set of representative DIII-D plasmas via the modified Rutherford equation with and without the application of LHCD. In these plasmas, NTM suppression is achieved at reasonable power levels, even with finite misalignment between LH current and the island. The effect of current condensation was included and found to be most significant at smaller island sizes, assuming an experimentally typical temperature perturbation amplitude of 10%.
新古典ティアリングモード（NTMs）は、トカマクの有理面で発生し磁気アイランドを形成する抵抗性不安定性の一種である。これらのアイランドは圧力勾配を平坦化し、プラズマ性能を低下させ、十分に大きく成長するとディスラプションを引き起こす可能性がある。アイランド内に電流を駆動することでNTMを安定化できるが、これは複数の装置で電子サイクロトロン電流駆動（ECCD）によって達成されている。ECCDの代替手段として低域混成電流駆動（LHCD）があり、電流駆動効率の向上とシステムコストの低減という利点がある。LHCDは、多回通過吸収領域において駆動電流の空間的広がりが大きいため（過去のすべてのLHCD実験でそうであったように）、NTM抑制には適さないと考えられてきた。しかし、駆動電流は単回通過吸収領域ではより局在化する。これはDIII-D高磁場側（HFS）LHCD実験で予測されている。本研究では、修正ラザフォード方程式を用いて、LHCDの適用あり/なしの場合について、代表的なDIII-Dプラズマの集合に対するアイランド成長率を予測することにより、DIII-DにおけるHFS LHCDによるNTM抑制の実現可能性を評価する。これらのプラズマでは、LH電流とアイランドの間に有限のずれがある場合でも、妥当な電力レベルでNTM抑制が達成される。電流凝縮の効果も含められ、実験的に典型的な温度摂動振幅10％を仮定すると、より小さいアイランドサイズで最も顕著であることが判明した。