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Experimental observation and edge characteristics of EDA H-mode on the HL-3 tokamak

Anshu Liang, Xiaolan Zou, Wulyu Zhong, Yu Zhou, Guoliang Xiao, Rui Ke, Wenping Guo, Shaobo Gong, Liang Liu, Tengfei Sun2026年2月Nuclear FusionIF 3出版社

The enhanced (EDA) H-mode features high energy confinement together with the absence of edge localized modes (ELMs) and impurity accumulation, making it highly attractive for fusion reactors. The EDA H-mode has been observed recently in the HL-3 tokamak. This regime exhibits high energy confinement (), and without the occurrence of large ELMs. The EDA H-mode is achieved at a relatively high edge safety factor () and high plasma triangularity (), where the upper triangularity () is found to be essential. A distinct quasi-coherent mode (QCM) with a frequency of 20 kHz is detected in edge density and temperature fluctuations during the EDA H-mode phase. The QCM has a poloidal wavenumber of ∼ 0.4 cm−1, a radial wavenumber of ∼ 0.2 cm−1, and propagates in the ion diamagnetic drift direction in the plasma frame. Bispectral analysis shows strong nonlinear interactions between the QCM and broadband turbulence in the pedestal region. By regulating the pedestal particle transport, the QCM limits the growth of the edge plasma pressure gradient, thereby maintaining an ELM-free state in EDA H-mode.

日本語訳

向上した(EDA) Hモードは、高いエネルギー閉じ込めと、周辺局在モード(ELM)および不純物蓄積がないことを併せ持ち、核融合炉にとって非常に魅力的である。EDA Hモードは最近HL-3トカマクで観測された。この運転領域は高いエネルギー閉じ込め()を示し、大きなELMの発生を伴わない。EDA Hモードは比較的高い周辺安全係数()と高いプラズマ三角変形度()で達成され、上部三角変形度()が本質的であることが見出された。EDA Hモード位相中、周辺密度および温度揺らぎにおいて、周波数20 kHzの明確な準コヒーレントモード(QCM)が検出される。QCMは、ポロイダル波数 ∼ 0.4 cm−1、ラジアル波数 ∼ 0.2 cm−1を持ち、プラズマ静止系においてイオン反磁性ドリフト方向に伝播する。バイスペクトル解析により、ペデスタル領域におけるQCMと広帯域乱流との間の強い非線形相互作用が示される。QCMはペデスタル粒子輸送を調整することによって、周辺プラズマ圧力勾配の成長を制限し、それによりEDA HモードにおけるELMフリー状態を維持する。

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H-modeHL-3

AIによる論文要約

HL-3トカマクにおけるEDA Hモードの実験的観測と周辺特性
JAトカマクプラズマ物理やELMフリー運転に興味のある学生や研究者#HL3 #トカマク #EDA_Hモード #ELMフリー #核融合
LLM向け: {"Title": "HL-3トカマクにおけるEDA Hモードの実験的観測と周辺特性", "Authors": "not provided", "Researc…

EDA Hモードは、高エネルギー閉じ込め性能を持ちながら、ELM(周辺局在モード)や不純物蓄積がないため、核融合炉にとって有望な運転モードです。最近、HL-3トカマクでこのモードが観測されました。高いエッジ安全係数と高いプラズマ三角形度(特に上部三角形度)で実現され、20 kHzの準コヒーレントモード(QCM)が検出されました。QCMはイオン反磁性方向に伝播し、広帯域乱流と非線形相互作用します。このモードがペデスタル粒子輸送を調整し、圧力勾配の成長を制限することで、ELMのない状態を維持します。この発見は、将来の核融合炉におけるELM制御に役立つ知見を提供します。

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