H-mode operation plays a crucial role in National Spherical Torus Experiment (NSTX) research, allowing higher beta limits due to reduced plasma pressure peaking, and long pulse operation due to high bootstrap current fraction. Here, new results are presented in the areas of edge localized modes (ELMs), H-mode pedestal physics and power threshold studies. ELMs of several types as reported by higher aspect ratio tokamaks have been observed: (1) large, Type I ELMs, (2) intermediate-sized Type III ELMs and (3) tiny ELMs. Many high performance discharges in NSTX have the tiny ELMs (recently termed Type V), which have some differences as compared with small-magnitude ELM types in the published literature. A divertor multifaceted axisymmetric radiation from the edge (MARFE) on the inboard leg provides an effective light source to examine the effect of the ELMs on the divertor plasma; it is clear that only the large ELMs burn through the MARFE. The time difference between observation of the ELM flux at the outer and inner targets is substantially longer for the smallest ELMs as compared with the large ELMs. In addition, the visible light patterns show 'finger-like' striations during the tiny ELMs. H-mode pedestal studies have commenced, with the observation that the pedestal contains between 25% and 33% of the total stored energy, and the NSTX pedestal energy agrees reasonably well with a recent international multi-machine scaling. A power threshold identity experiment between NSTX and the Mega-Amp Spherical Tokamak shows comparable loss power at the L–H transition in balanced double-null discharges. Both machines require more power for the L–H transition as the balance is shifted toward lower-single null. High-field side gas fuelling enables more reliable H-mode access in NSTX, but does not always lead to a lower power threshold, e.g. with a reduction of the duration of early heating.
Hモード運転は、ナショナル球状トーラス実験装置(NSTX)の研究において重要な役割を果たし、プラズマ圧力ピーキングの低減による高いベータ限界と、高いブートストラップ電流割合による長時間パルス運転を可能にする。ここでは、エッジ局在モード(ELM)、Hモードペデスタル物理、および電力閾値に関する新たな結果を提示する。より高いアスペクト比のトカマクで報告されているELMの種類が観測された:(1)大型のType I ELM、(2)中間サイズのType III ELM、(3)微小ELM。NSTXにおける多くの高性能放電では、微小ELM(最近ではType Vと呼ばれる)が観測され、これは既発表文献における小振幅ELMとはいくつかの相違点を示す。ダイバータにおける非軸対称なエッジ放射(MARFE)が内側脚部に形成され、ELMがダイバータプラズマに及ぼす影響を調べるための有効な光源となる。大型ELMのみがMARFEを貫通して燃焼することが明らかである。外側ターゲットと内側ターゲットでのELMフラックス観測の時間差は、大型ELMと比較して微小ELMで有意に長い。さらに、可視光パターンは微小ELM中に「指状」のストリーク構造を示す。Hモードペデスタル研究が開始され、ペデスタルが全蓄積エネルギーの25%から33%を占めることが観測された。NSTXのペデスタルエネルギーは、最近の国際的な多装置スケーリング則とよく一致する。Mega-Ampere Spherical Tokamak(MAST)との電力閾値比較実験では、バランス型ダブルヌル配位において同等の損失電力が示された。両装置とも、配位がシングルヌルに近づくにつれて、L-H遷移に必要な電力が増加する。高磁場側ガス入射はNSTXにおけるHモードアクセスをより確実にするが、必ずしも早期加熱時間の短縮による電力閾値の低下にはつながらない。