Impact of plasma poloidal rotation on resistive wall mode instability in toroidally rotating plasmas

抵抗性壁モードの安定性に対するプラズマポロイダル回転の影響

相羽 信行; 白石 淳也; 徳田 伸二*

Aiba, Nobuyuki; Shiraishi, Junya; Tokuda, Shinji*

トロイダル回転及びポロイダル回転を考慮して、抵抗性壁モードの安定性に対するプラズマ回転の効果を調べた。抵抗性壁モードの安定性にはドップラーシフトをした周波数が重要となるため、ポロイダル回転によるドップラーシフトの変化はこの安定性に大きな影響を与える。ポロイダル回転の周波数が小さい場合には、磁力線方向のプラズマ回転のうちトロイダル成分を実際のトロイダル回転周波数から差し引くことで求まる「修正されたトロイダル回転周波数」を用いることで、ポロイダル回転によるドップラーシフトの変化の影響は取り扱うことができる。このポロイダル回転の影響は、回転の方向に対して依存性を持ち、上記の修正されたトロイダル回転周波数が元のトロイダル回転周波数よりも大きくなる場合には、抵抗性壁モードはより安定化される。この結果は、プラズマがポロイダル回転をしている場合、抵抗性壁モードの安定化に必要な臨界トロイダル回転周波数がその回転の方向によって異なることを示している。

Rotation effect on the stability of the resistive wall mode (RWM) is investigated in a cylindrical plasma and a toroidal plasma with not only a toroidal rotation but also a poloidal rotation. In the case that a poloidal rotation frequency is not so large, the effect of a poloidal rotation can be treated with the modified toroidal rotation frequency, which is determined by subtracting a toroidal component of the rotation parallel to the magnetic field from the toroidal rotation frequency. This effect of a poloidal rotation on the RWM stability depends on its rotational direction, and when this modified toroidal rotation frequency is larger than the original toroidal rotation frequency, a poloidal rotation enhances the stabilizing effect of a rotation on RWM stability. This result indicates that a poloidal rotation produces a dependence of the critical toroidal rotation frequency for stabilizing RWM on the rotational direction of a toroidal rotation in the same magnetic configuration.