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Critical role of current-driven instabilities for ELMs in NSTX

A. Kleiner, N.M. Ferraro, G. Canal, A. Diallo, R. Maingi2022年被引用 1Nuclear FusionIF 3出版社

The impact of different extended-magnetohydrodynamic (MHD) contributions on the stability thresholds of peeling-ballooning modes in ELMing and ELM-free plasmas in the spherical tokamak NSTX is investigated with the initial value code M3D-C1. We show that ELMing discharges in NSTX are limited by resistive current-driven peeling modes, whereas non-ELMing wide-pedestal H-mode discharges are located near the ideal pressure-driven ballooning threshold. It is demonstrated that extended-MHD can lead to more reliable edge stability predictions than existing ideal-MHD models. Resistive peeling-ballooning modes are found to exist well before the ideal stability threshold is met, and kink-peeling modes exhibit considerable sensitivity to plasma resistivity. Other effects not considered in ideal-MHD models affect PB modes in NSTX in a weaker way. Gyroviscous stress appears stabilizing such that the stability boundary lies closer to the experimental point. Equilibrium rotation can suppress ideal core modes and thus isolate edge modes. These results are important for the development of a predictive pedestal model for low-aspect ratio tokamaks.

日本語訳

異なる拡張磁気流体力学(MHD)効果が、球状トカマクNSTXにおけるELMingおよびELM-freeプラズマのピーリング・バルーニングモードの安定性閾値に及ぼす影響を、初期値コードM3D-C1を用いて調査した。NSTXにおけるELMing放電は抵抗性電流駆動ピーリングモードによって制限されるのに対し、非ELMingの広いペデスタルを有するHモード放電は理想圧力駆動バルーニング閾値の近くに位置することを示す。拡張MHDは既存の理想MHDモデルよりも信頼性の高い周辺部安定性予測をもたらし得ることが実証された。抵抗性ピーリング・バルーニングモードは理想安定性閾値に達するかなり前に存在することが見出され、キンク・ピーリングモードはプラズマ抵抗率に対してかなりの感度を示す。理想MHDモデルで考慮されていない他の効果は、NSTXにおけるPBモードに弱い影響しか及ぼさない。ジャイロ粘性応力は安定化するように現れ、その結果、安定性境界は実験点により近く位置する。平衡回転は理想コアモードを抑制し、それによって周辺部モードを分離することができる。これらの結果は、低アスペクト比トカマクの予測的ペデスタルモデルの開発にとって重要である。

装置

nstx-u高精度(タイトル一致)

wiki

Edge localized modeNSTX
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