A systematic investigation of the plasma response to an externally applied resonant magnetic perturbation (RMP) field, for the purpose of controlling edge localized modes, is carried out for an EU DEMO reference plasma. Particular emphasis is placed on the role of kinetic effects associated with both thermal particles and fusion-born alphas. The single fluid, resistive model predicts a large peak amplification of the n= 1 (n is the toroidal mode number) plasma response to the target equilibrium, which is found to be close to the Troyon no-wall limit. A more advanced response model, including kinetic resonances between the RMP perturbation and drift motions of thermal and energetic particles, on the other hand, finds a strong suppression of the n= 1 field amplification. A major role is played by the precessional drift resonance of fusion-born alphas. A strong parallel sound wave damping model is found to well reproduce the full kinetic response results for the DEMO plasma, in terms of both the resonant field response amplitude and the plasma displacement. Finally, both fluid and kinetic models produce similar responses for the n = 2 and 3 RMP fields for the considered DEMO plasma, whilst kinetic effects again become important for the n = 4 RMP due to proximity of the reference plasma to the no-wall limit for the n = 4 ideal kink instability.
核融合炉設計基準(DEMO)参照プラズマに対して、周辺局在モードの制御を目的とした外部共鳴磁場摂動(RMP)場に対するプラズマ応答の系統的調査を実施する。特に、熱粒子と核融合生成アルファ粒子の両方に関連する運動論的効果の役割に焦点を当てる。単一流体・抵抗性モデルは、目標平衡に対するn=1(nはトロイダルモード数)プラズマ応答の大きな増幅を予測し、これはトロイノン無壁限界に近いことが見出された。一方、RMP摂動と熱粒子および高エネルギー粒子のドリフト運動との間の運動論的共鳴を含むより高度なモデルは、n=1場の増幅の強い抑制を見出す。核融合生成アルファ粒子の歳差運動ドリフト共鳴が主要な役割を果たす。強い音波減衰モデルは、共鳴場の応答振幅とプラズマ変位の両方に関して、DEMOプラズマの完全な運動論的応答結果を良好に再現することが見出された。最後に、流体モデルと運動論的モデルの両方が、対象とするDEMOプラズマに対してn=2およびn=3のRMP場について同様の応答を生成する一方、n=4の理想キンク不安定性に対する無壁限界への参照プラズマの近接性により、運動論的効果がn=4のRMPに対して再び重要になる。