Control of type-I ELMy H-mode by pellet injection is numerically investigated for KSTAR and ITER. Inverse proportionality of pellet-induced edge localized mode (ELM) energy loss to pellet injection frequency is found to be similar with spontaneous ELMs in KSTAR. Pellet injection frequency is proposed to be a key parameter to control the ELM frequency and resultantly the ELM energy loss. Extending KSTAR modelling, a pellet-induced density perturbation model is applied to the ELMy H-mode discharge of ITER so that the control of type-I ELMy H-mode by pellet injection is demonstrated to check the availability of pellet ELM pacing for mitigating ELM peaks in ITER. The simulation predicts that 25 MJ of energy loss could be released by type-I ELM in ITER which exceeds the material limit of plasma-facing components (PFCs). However, the ELM pacing simulation indicates that pellet injection from high-field side and low-field side in ITER can significantly mitigate the ELM energy loss by up to a factor of 7.35 at 20 Hz of pellet injection. The performance of pellet pacing is expected to be effective but still might be insufficient to satisfy engineering restrictions of PFCs. Further improvements of mitigation performance will be required to achieve fully controlled ELMy H-mode plasmas in ITER.
KSTARおよびITERにおけるタイプI ELM Hモードのペレット入射による制御を数値的に調査した。ペレット誘起周辺局在モード(ELM)のエネルギー損失とペレット入射周波数の間の反比例関係は、KSTARにおける自発的ELMと同様であることが見出された。ペレット入射周波数は、ELM周波数および結果として生じるELMエネルギー損失を制御するための主要パラメータとして提案されている。KSTARモデリングを拡張し、ペレット誘起密度摂動モデルをITERのELMy Hモード放電に適用し、タイプI ELMのペレットペーシングによる制御がITERのELMピークを緩和するための利用可能性を検証した。シミュレーションは、ITERにおいてタイプI ELMによって25 MJのエネルギー損失が放出され得ると予測しており、これはプラズマ対向機器(PFC)の材料限界を超える。しかしながら、ELMペーシングシミュレーションは、ITERにおける高磁場側および低磁場側からのペレット入射が、20 Hzのペレット入射においてELMエネルギー損失を最大7.35倍まで大幅に緩和できることを示している。ペレットペーシングの性能は効果的であると期待されるが、PFCの工学的制約を満たすには依然として不十分である可能性がある。ITERにおける完全に制御されたELMy Hモードプラズマを達成するには、緩和性能のさらなる改善が必要となる。