Optimal correction coil currents for the n = 1 intrinsic error field of the DIII-D tokamak are inferred by applying a rotating external magnetic perturbation to steer the phase of a saturated locked mode with poloidal/toroidal mode number m/n = 2/1. The error field is detected non-disruptively in a single discharge, based on the toroidal torque balance of the resonant surface, which is assumed to be dominated by the balance of resonant electromagnetic torques. This is equivalent to the island being locked at all times to the resonant 2/1 component of the total of the applied and intrinsic error fields, such that the deviation of the locked mode phase from the applied field phase depends on the existing error field. The optimal set of correction coil currents is determined to be those currents which best cancels the torque from the error field, based on fitting of the torque balance model. The toroidal electromagnetic torques are calculated from experimental data using a simplified approach incorporating realistic DIII-D geometry, and including the effect of the plasma response on island torque balance based on the ideal plasma response to external fields. This method of error field detection is demonstrated in DIII-D discharges, and the results are compared with those based on the onset of low-density locked modes in ohmic plasmas. This magnetic steering technique presents an efficient approach to error field detection and is a promising method for ITER, particularly during initial operation when the lack of auxiliary heating systems makes established techniques based on rotation or plasma amplification unsuitable.
DIII-Dトカマクのn = 1固有誤差磁場に対する最適な補正コイル電流は、ポロイダル/トロイダルモード数m/n = 2/1の飽和ロックモードの位相を操作するために回転外部磁場摂動を印加することにより推定される。誤差磁場は、共鳴電磁トルクの釣り合いによって支配されると仮定される共鳴面のトロイダルトルク釣り合いに基づいて、単一放電で非破壊的に検出される。これは、磁気島が常に印加磁場と固有誤差磁場の合計の共鳴2/1成分にロックされていることと等価であり、印加磁場の位相からのロックモード位相のずれは、既存の誤差磁場に依存する。最適な補正コイル電流のセットは、トルク釣り合いモデルのフィッティングに基づいて、誤差磁場からのトルクを最もよく打ち消す電流として決定される。トロイダル電磁トルクは、現実的なDIII-D形状を組み込んだ簡略化アプローチを用いて実験データから計算され、外部磁場に対する理想プラズマ応答に基づく磁気島トルク釣り合いへのプラズマ応答の効果を含む。この誤差磁場検出法はDIII-D放電で実証され、その結果はオーミックプラズマにおける低密度ロックモードの発生に基づく結果と比較される。この磁気ステアリング技術は、誤差磁場検出への効率的なアプローチを提供し、特に追加熱装置の欠如により回転やプラズマ増幅に基づく確立された手法が不適切となる初期運転時において、ITERにとって有望な方法である。