Instability to high toroidal mode number (n) ballooning modes has been proposed as the primary gradient-limiting mechanism for tokamak equilibria with negative triangularity (NT) (δ) shaping, preventing access to strong H-mode regimes when δ is sufficiently negative. To understand how this mechanism extrapolates to reactor conditions, we model the infinite-n ballooning stability as a function of internal profiles and equilibrium shape using a combination of the CHEASE and BALOO codes. While the critical δ required for avoiding 2nd stability to high-n modes is observed to depend in a complicated way on various shaping parameters, including the equilibrium inverse aspect ratio, elongation and squareness, equilibria with NT are robustly prohibited from accessing the 2nd stability region, offering the prediction that NT reactors should maintain L-mode-like operation. In order to access high-n 2nd stability, the local shear over the entire bad curvature region must be sufficiently negative to overcome curvature destabilization on the low field side. Scalings of the ballooning-limited pedestal height are provided as a function of plasma parameters to aid future scenario design.
高トロイダルモード数(n)バルーニングモードへの不安定性は、負三角形度(NT)(δ)形状を有するトカマク平衡における主要な勾配制限機構として提案されており、δが十分に負である場合に強いHモード領域へのアクセスを防いでいる。この機構が炉条件にどのように外挿されるかを理解するために、我々はCHEASEコードとBALOOコードの組み合わせを用いて、内部プロファイルと平衡形状の関数として無限大nバルーニング安定性をモデル化する。高nモードに対する第2安定領域を回避するために必要な臨界δは、平衡の逆アスペクト比、伸長度、および角形度を含む様々な形状パラメータに複雑に依存することが観察されるが、NTを有する平衡は第2安定領域へのアクセスが頑健に禁止され、NT炉がLモード様の運転を維持すべきという予測が得られる。高n第2安定領域にアクセスするためには、全悪曲率領域にわたる局所シアが、低磁場側の曲率不安定化を克服するために十分に負でなければならない。バルーニング制限されたペデスタル高さのスケーリングは、将来のシナリオ設計を支援するために、プラズマパラメータの関数として提供される。