Stability to the type-I edge localized mode (ELM) in JET plasmas was investigated numerically by analyzing the stability to a peeling-ballooning mode with the effects of plasma rotation and ion diamagnetic drift. The numerical analysis was performed by solving the extended Frieman–Rotenberg equation with the MINERVA-DI code. To take into account these effects in the stability analysis self-consistently, the procedure of JET equilibrium reconstruction was updated to include the profiles of ion temperature and toroidal rotation, which are determined based on the measurement data in experiments. With the new procedure and MINERVA-DI, it was identified that the stability analysis including the rotation effect can explain the ELM trigger condition in JET with ITER like wall (JET-ILW), though the stability in JET with carbon wall (JET-C) is hardly affected by rotation. The key difference is that the rotation shear in JET-ILW plasmas analyzed in this study is larger than that in JET-C ones, the shear which enhances the dynamic pressure destabilizing a peeling-ballooning mode. In addition, the increase of the toroidal mode number of the unstable MHD mode determining the ELM trigger condition is also important when the plasma density is high in JET-ILW. Though such modes with high toroidal mode number are strongly stabilized by the ion diamagnetic drift effect, it was found that plasma rotation can sometimes overcome this stabilizing effect and destabilizes the peeling-ballooning modes in JET-ILW.
JETプラズマにおけるタイプIエッジ局在モード(ELM)に対する安定性は、プラズマ回転とイオン反磁性ドリフトの効果を考慮してピーリング・バルーニングモードに対する安定性を解析することにより、数値的に調査された。数値解析は、MINERVA-DIコードを用いて拡張フリーマン–ローテンバーグ方程式を解くことにより行われた。これらの効果を安定性解析に自己無撞着に取り入れるために、JET平衡再構成の手順は、実験における測定データに基づいて決定されるイオン温度とトロイダル回転の分布を含むように更新された。新しい手順とMINERVA-DIを用いることで、回転効果を含めた安定性解析がITER類似壁を備えたJET(JET-ILW)におけるELMトリガー条件を説明できることが明らかにされた。ただし、カーボン壁を備えたJET(JET-C)における安定性は回転によってほとんど影響を受けない。重要な違いは、本研究で解析されたJET-ILWプラズマにおける回転シアがJET-Cプラズマにおけるそれよりも大きいことである。そのシアは、ピーリング・バルーニングモードを不安定化する動圧を増強する。さらに、JET-ILWにおいてプラズマ密度が高い場合、ELMトリガー条件を決定する不安定MHDモードのトロイダルモード数の増加も重要である。そのような高トロイダルモード数を持つモードはイオン反磁性ドリフト効果によって強く安定化されるが、プラズマ回転がこの安定化効果に打ち勝ち、JET-ILWにおいてピーリング・バルーニングモードを不安定化することがあることが見出された。