We review and test the peeling–ballooning model for edge localized modes (ELMs) and pedestal constraints, a model based upon theoretical analysis of magnetohydrodynamic (MHD) instabilities that can limit the pedestal height and drive ELMs. A highly efficient MHD stability code, ELITE, is used to calculate quantitative stability constraints on the pedestal, including constraints on the pedestal height. Because of the impact of collisionality on the bootstrap current, these pedestal constraints are dependent on the density and temperature separately, rather than simply on the pressure. ELITE stability calculations are directly compared with experimental data for a series of plasmas in which the density is varied and ELM characteristics change. In addition, a technique is developed whereby peeling–ballooning pedestal constraints are calculated as a function of key equilibrium parameters via ELITE calculations using series of model equilibria. This technique is used to successfully compare the expected pedestal height as a function of density, triangularity and plasma current with experimental data. Furthermore, the technique can be applied for parameter ranges beyond the purview of present experiments, and we present a brief projection of peeling–ballooning pedestal constraints for burning plasma tokamak designs.
我々は、エッジ局在モード（ELM）とペデスタル制約に関するピーリング・バルーニングモデルを概説し、検証する。このモデルは、ペデスタル高さを制限しELMを駆動し得る磁気流体力学（MHD）不安定性の理論解析に基づくものである。高効率なMHD安定性コードであるELITEを用いて、ペデスタル高さに関する制約を含む、ペデスタルに対する定量的な安定性制約を計算する。衝突率がブートストラップ電流に与える影響のため、これらのペデスタル制約は、単に圧力のみに依存するのではなく、密度と温度に個別に依存する。ELITEによる安定性計算は、密度を変化させELM特性が変化する一連のプラズマについて、実験データと直接比較される。さらに、一連のモデル平衡を用いたELITE計算により、主要な平衡パラメータの関数としてピーリング・バルーニングペデスタル制約を計算する手法を開発する。この手法を用いて、密度、三角形度、プラズマ電流の関数としての期待ペデスタル高さを実験データと比較し、良好な一致を得る。さらに、この手法は現在の実験範囲を超えるパラメータ領域にも適用可能であり、燃焼プラズマトカマク設計に対するピーリング・バルーニングペデスタル制約の簡潔な予測を示す。