The physics of the tokamak pedestal is still not fully understood, for example there is no fully predictive model for the pedestal height and width. However, the pedestal is key in determining the fusion power for a given scenario. If we can improve our understanding of reactor relevant pedestals we will improve our confidence in designing potential fusion power plants. Work has been carried out as part of a collaboration on reactor relevant pedestal physics. We report some of the results in detail here and review some of the wider work which will be reported in full elsewhere. First, we attempt to use a gyrokinetic-based calculation to eliminate the pedestal top density as a model input for Europed/EPED pedestal predictions. We assume power balance at the top of the pedestal, that is, the heat flux crossing the separatrix must be equal to the heat source at the top of the pedestal and investigate the consequences of this assumption. Unfortunately, the transport assumptions of the EPED model mean that this method does not discriminate between different pairs of density and temperature profiles for a given pressure profile. Second, we investigate the effects of non flux surface density on the bootstrap current. Third, type I ELMs will not be tolerable for a reactor relevant regime due to the damage that they are expected to cause to plasma facing components. In recent years various methods of running tokamak plasmas without large ELMs have been developed. These include small and no ELM regimes, the use of resonant magnetic perturbations and the use of vertical kicks. We discuss the quiescent H-mode here. Finally we give a summary and directions for future work.
トカマクのペデスタルの物理はまだ完全には理解されておらず、例えばペデスタルの高さと幅に対する完全に予測可能なモデルは存在しない。しかし、ペデスタルは所与のシナリオにおける核融合出力を決定する上で鍵となる。もし炉心関連のペデスタルに対する理解を深めることができれば、核融合発電所の設計における確信度を高めることができる。この研究は、炉心関連のペデスタル物理に関する共同研究の一環として実施された。本稿では、その結果の一部を詳細に報告し、他の場所で完全に報告されるより広範な研究の一部を概説する。まず、ジャイロ運動論に基づく計算を用いて、EPEDペデスタル予測のモデル入力としてのペデスタル頂部密度を排除することを試みる。我々はペデスタル頂部におけるパワーバランスを仮定する。すなわち、セパラトリックスを横切る熱流束はペデスタル頂部における熱源と等しくなければならないとし、この仮定の帰結を調査する。残念ながら、EPEDモデルの輸送仮定により、この方法は所与の密度プロファイルに対して異なる密度と温度のプロファイルの組を識別することができない。第二に、非フラックス面密度がブートストラップ電流に及ぼす影響を調査する。第三に、型I ELMは、プラズマ対向機器に引き起こすと予想される損傷のため、炉心関連の運転領域では許容できないであろう。近年、大きなELMを伴わずにトカマクプラズマを運転する様々な方法が開発されている。これらには、小ELMおよび無ELM運転領域、共鳴磁気摂動の使用、および垂直キックの使用が含まれる。本稿では、静穏Hモードについて議論する。最後に、まとめと今後の研究方向を示す。