New experimental data from the Alcator C-Mod tokamak are used to benchmark predictive modelling of the edge pedestal in various high-confinement regimes, contributing to greater confidence in projection of pedestal height and width in ITER and reactors. ELMy H-modes operate near stability limits for ideal peeling–ballooning modes, as shown by calculations with the ELITE code. Experimental pedestal width in ELMy H-mode scales as the square root of βpol at the pedestal top, i.e. the dependence expected from theory if kinetic ballooning modes (KBMs) were responsible for limiting the pedestal width. A search for KBMs in experiment has revealed a short-wavelength electromagnetic fluctuation in the pedestal that is a candidate driver for inter-edge localized mode (ELM) pedestal regulation. A predictive pedestal model (EPED) has been tested on an extended set of ELMy H-modes from C-Mod, reproducing pedestal height and width reasonably well across the data set, and extending the tested range of EPED to the highest absolute pressures available on any existing tokamak and to within a factor of three of the pedestal pressure targeted for ITER. In addition, C-Mod offers access to two regimes, enhanced D-alpha (EDA) H-mode and I-mode, that have high pedestals, but in which large ELM activity is naturally suppressed and, instead, particle and impurity transport are regulated continuously. Pedestals of EDA H-mode and I-mode discharges are found to be ideal magnetohydrodynamic (MHD) stable with ELITE, consistent with the general absence of ELM activity. Invocation of alternative physics mechanisms may be required to make EPED-like predictions of pedestals in these kinds of intrinsically ELM-suppressed regimes, which would be very beneficial to operation in burning plasma devices.
アルカトルC-Modトカマクからの新しい実験データを用いて、様々な高閉じ込めモードにおけるエッジペデスタルの予測モデリングのベンチマークを行い、ITERおよび炉におけるペデスタル高さと幅の予測に対する信頼性を高める。ELMy Hモードは、ELITEコードによる計算で示されるように、理想的なペデスタル剥離-バルーニングモードの安定限界近傍で動作する。ELMy Hモードにおける実験的なペデスタル幅は、ペデスタル頂部でのβ_polの平方根としてスケーリングする。すなわち、運動論的バルーニングモード（KBM）がペデスタル幅を制限する場合に理論から期待される依存性である。実験におけるKBMの探索により、ペデスタル内に短波長の電磁的揺動が明らかになり、これはエッジ局在モード（ELM）ペデスタル制御の候補駆動機構である。予測ペデスタルモデル（EPED）は、C-Modからの拡張されたELMy Hモードのセットに対して検証され、データ全体にわたってペデスタル高さと幅を合理的に再現し、EPEDの検証範囲を、既存のいかなるトカマクでも利用可能な最高の絶対圧力、およびITERで目標とされるペデスタル圧力の係数2以内まで拡張した。さらに、C-Modは、高いペデスタルを有するが、大きなELM活動が自然に抑制され、その代わりに粒子および不純物輸送が連続的に制御される、強化D-alpha（EDA）HモードとIモードという2つのモードへのアクセスを提供する。EDA HモードおよびIモード放電のペデスタルは、ELITEにより理想磁気流体力学（MHD）的に安定であることが見出され、ELM活動が一般的に存在しないことと一致する。このような本質的にELMが抑制された領域におけるペデスタルのEPED的予測を行うには、代替物理の導入が必要となる可能性があり、これは燃焼プラズマ装置の運転にとって非常に有益である。