Linear stability analysis of the national spherical torus experiment (NSTX) Li-conditioned ELM-free H-mode equilibria is carried out in the context of the extended magneto-hydrodynamic (MHD) model in NIMROD. The purpose is to investigate the physical cause behind edge localized mode (ELM) suppression in experiment after the Li-coating of the divertor and the first wall of the NSTX tokamak. Besides ideal MHD modeling, including finite-Larmor radius effect and two-fluid Hall and electron diamagnetic drift contributions, a non-ideal resistivity model is employed, taking into account the increase of Zeff after Li-conditioning in ELM-free H-mode. Unlike an earlier conclusion from an eigenvalue code analysis of these equilibria, NIMROD results find that after reduced recycling from divertor plates, profile modification is necessary but insufficient to explain the mechanism behind complete ELMs suppression in ideal two-fluid MHD. After considering the higher plasma resistivity due to higher Zeff, the complete stabilization could be explained. A thorough analysis of both pre-lithium ELMy and with-lithium ELM-free cases using ideal and non-ideal MHD models is presented, after accurately including a vacuum-like cold halo region in NIMROD to investigate ELMs.
国立球状トーラス実験装置（NSTX）のリチウム調整済みELMフリーHモード平衡状態の線形安定性解析を、NIMRODにおける拡張磁気流体力学（MHD）モデルの文脈で実施する。その目的は、NSTXトカマクのダイバータおよび第一壁へのリチウムコーティング後に実験で観測される周辺局在モード（ELM）抑制の背後にある物理的メカニズムを調査することである。理想MHDモデリングに加え、有限ラーマー半径効果および二流体効果（ホール効果と電子反磁性ドリフト）を含め、さらに非理想抵抗性モデルを採用し、ELMフリーHモードにおけるリチウム調整後のZeff増加を考慮する。これらの平衡状態に対する固有値コード解析による従来の結論とは異なり、NIMRODの結果は、ダイバータ板からのリサイクリング低減後、プロファイル修正は必要であるが、理想二流体MHDにおける完全なELM抑制のメカニズムを説明するには不十分であることを示す。より高いZeffによるプラズマ抵抗率の増加を考慮することで、完全な安定化が説明可能となる。リチウム付与前のELMy状態とリチウム付与後のELMフリー状態の両方について、理想および非理想MHDモデルを用いた徹底的な解析を提示し、ELMを調査するためにNIMRODにおいて真空様の低温ハロー領域を正確に含める。