Full suppression of type-I edge localized modes (ELMs) using n = 4 resonant magnetic perturbations (RMPs) as planned for ITER has been demonstrated for the first time (n is the toroidal mode number of the applied RMP). This is achieved in EAST plasmas with low input torque and tungsten divertor, and the target plasma for these experiments in EAST is chosen to be relevant to the ITER Q = 10 operational scenario, thus also addressing significant scenario issues for ITER. In these experiments the lowest neutral beam injection (NBI) input torque is around TNBI ∼ 0.44 Nm, which extrapolates to around 14 Nm in ITER (compared to a total torque input of 35 Nm when 33 MW of NBI are used for heating). The q95 is around 3.6 and normalized plasma beta βN ∼ 1.5–1.8, similar to that in the ITER Q = 10 scenario. Suppression windows in both q95 and plasma density are observed; in addition, lower plasma rotation is found to be favourabe to access ELM suppression. ELM suppression is maintained with line averaged density up to 60%nGW (Greenwald density limit) by feedforward gas fuelling after suppression is achieved. It is interesting to note that in addition to an upper density, a low density threshold for ELM suppression of 40%nGW is also observed. In these conditions energy confinement does not significantly drop (<10%) during ELM suppression when compared to the ELMy H-mode conditions, which is much better than previous results using low n (n = 1 and 2) RMPs in higher q95 regimes. In addition, the core plasma tungsten concentration is clearly reduced during ELM suppression demonstrating an effective impurity exhaust. MHD response modelling using the MARS-F code shows that edge magnetic field stochasticity has a peak at q95 ∼ 3.65 for the odd parity configuration, which is consistent to the observed suppression window around 3.6–3.75. These results expand the physical understanding of ELM suppression and demonstrate the effectiveness of n = 4 RMPs for reliable control ELMs in future ITER high Q plasma scenarios with minimum detrimental effects on plasma confinement.
ITERで計画されているn=4共鳴磁場摂動（RMP）を用いた第一種エッジ局在モード（ELM）の完全抑制が、初めて実証された（nは印加RMPのトロイダルモード数）。これは、低い入力トルクとタングステン・ダイバータを備えたEASTプラズマにおいて達成され、これらの実験で選択されたEASTのターゲットプラズマは、ITERのQ=10運転シナリオに関連するものであり、それによりITERの重要なシナリオ課題にも対処している。これらの実験における中性粒子ビーム入射（NBI）の最低入力トルクは約T_NBI〜0.44 Nmであり、これはITERでは約14 Nmに外挿される（ITERで33 MWのNBIを加熱に使用した場合の総トルク入力35 Nmと比較して）。q_95は約3.6、規格化ベータβ_Nは約1.5〜1.8であり、ITERのQ=10シナリオと類似している。q_95とプラズマ密度の両方において抑制窓が観測された。さらに、プラズマ回転が低いほどELM抑制が達成されやすいことが見出された。ELM抑制は、抑制達成後のフィードフォワード・ガス供給により、ライン平均密度がグリーンワルド密度限界の60%（0.6 n_GW）まで維持された。興味深いことに、ELM抑制には高密度側の上限に加えて、低密度側の閾値として0.4 n_GW（40% n_GW）も存在することが観測された。これらの条件下では、ELM抑制中においてもエネルギー閉じ込めは有意に低下せず（10%未満）、これは低n（n=1および2）RMPを用いた高q_95領域での従来の結果よりもはるかに良好である。さらに、ELM抑制中にはコアプラズマのタングステン濃度が明確に低減され、効果的な不純物排気が実証された。MARS-Fコードを用いたMHD応答モデリングにより、エッジ磁場の確率化（ストキャスティシティ）は、奇パリティ配位においてq_95〜3.65でピークを示し、これは観測された抑制窓（約3.6〜3.75）と一致する。これらの結果は、ELM抑制の物理的理解を深め、将来のITER高Qプラズマシナリオにおいて、プラズマ閉じ込めへの悪影響を最小限に抑えつつELMを確実に制御するためのn=4 RMPの有効性を実証するものである。