The ELM wetted area is a key factor in the peak power load during an ELM, as it sets the region over which the ELM energy is deposited. The deposited heat flux at the target is seen to have striations in the profiles that are generated by the arrival of filaments ejected from the confined plasma. The effect of the filaments arriving at the target on the ELM wetted area, and the relation to the midplane mode number is investigated in this paper using infrared (IR) thermography and high speed visible imaging (>10 kHz). Type I ELMs are analysed, as these have the largest heat fluxes and are observed to have toroidal mode numbers of between 5 and 15. The IR profiles during the ELMs show clear filamentary structures that evolve during the ELM cycle. An increasing number of striations at the target is seen to correspond to an increase in the wetted area. Analysis shows that the ratio of the ELM wetted area to the inter-ELM wetted area, a key parameter for ITER, for the type I ELMs is between 3 and 6 for lower single null plasmas and varies with the ELM midplane mode number, as determined by visible measurements. Monte-Carlo modelling of the ELMs is used to understand the variation seen in the wetted area and the effect of an increased mode number; the modelling replicates the trends seen in the experimental data and supports the observation of increased toroidal mode number generating larger target ELM wetted areas. ITER is thought to be peeling unstable which would imply a lower ELM mode number compared to MAST which is peeling–ballooning unstable. The results of this analysis suggest that the lower n peeling unstable ELMs expected for ITER will have smaller wetted areas than peeling–ballooning unstable ELMs. A smaller wetted area will increase the level of ELM control required, therefore a key prediction required for ITER is the expected ELM mode number.
ELM濡れ面積は、ELM中のピーク電力負荷における重要な因子であり、ELMエネルギーが堆積する領域を決定する。ターゲットにおける堆積熱流束は、閉じ込めプラズマから放出されたフィラメントの到着によって生成されるプロファイルにストライエーションが見られることが観測されている。本論文では、赤外線サーモグラフィーと高速可視光イメージング（>10 kHz）を用いて、ターゲットに到達するフィラメントがELM濡れ面積に及ぼす影響と、そのミッドプレーン・モード数との関係を調査する。解析対象はType I ELMであり、これらは最大の熱流束を持ち、トロイダル・モード数が5から15の間で観測される。ELM中の赤外線プロファイルは、ELMサイクル中に進化する明瞭なフィラメント構造を示す。ターゲットにおけるストライエーションの数の増加は、濡れ面積の増加に対応することが観測される。解析により、ITERにとって重要なパラメータであるType I ELMのELM濡れ面積とELM間濡れ面積の比は、下部単一ヌル配位において3から6の間であり、可視光計測で決定されたELMミッドプレーン・モード数とともに変化することが示される。モンテカルロモデリングを用いてELMを模擬し、濡れ面積に見られる変化とモード数増加の影響を理解する。モデリングは実験データに見られる傾向を再現し、トロイダル・モード数の増加がターゲットにおけるELM濡れ面積の増大をもたらすという観測結果を支持する。ITERはペデスタル不安定性（peeling不安定性）を示すと考えられており、これはMAST（ペデスタル不安定性（peeling–ballooning不安定性））と比較してより低いELMモード数を意味する。本解析の結果は、ITERで予想される低nのpeeling不安定性ELMは、peeling–ballooning不安定性ELMよりも小さな濡れ面積を持つであろうことを示唆する。濡れ面積が小さくなると、必要なELM制御のレベルが増大するため、ITERにとって重要な予測は、予想されるELMモード数である。