A model is developed for use in integrated modelling codes to predict the height, width and shape of the H-mode pedestal as well as the frequency and width of edge localized modes (ELMs). The model for the H-mode pedestal in tokamak plasmas is based on flow shear reduction of anomalous transport, while the periodic ELM crashes are triggered by MHD instabilities. The formation of the pedestal and the L–H transition in this model are the direct result of flow shear suppression of transport. Suppression of the anomalous transport enhances the role of neoclassical transport in the pedestal region. The ratio of suppression of anomalous thermal transport in electron and ion channels controls the ratio of electron to ion temperature at the top of the pedestal. Two mechanisms for triggering ELMs are considered. ELMs are triggered by ballooning modes if the pressure gradient exceeds the ballooning limit or by peeling modes if the edge current density exceeds the peeling mode criterion. The models for the pedestal and ELMs are used in a predictive integrated modelling code to follow the time evolution of tokamak discharges from L-mode through the transition from L-mode to H-mode, with the formation of the H-mode pedestal, and, subsequently, the triggering of ELMs. The objective is to produce self-consistent predictions of the width, height and shape of the H-mode pedestal and the frequency of ELMs. The dependences of pedestal temperature, pedestal width and ELM frequency as a function of plasma heating power, magnetic field and density are discussed.
トカマクプラズマにおけるHモードペデスタルの高さ、幅、形状、ならびに周辺局在モード(ELM)の周波数と幅を予測するためのモデルが、統合モデリングコードでの使用向けに開発されている。このHモードペデスタルのモデルは、流れシアによる異常輸送の低減に基づいており、一方、周期的なELMクラッシュはMHD不安定性によって引き起こされる。このモデルにおけるペデスタルの形成とL-H遷移は、流れシアによる輸送の抑制の直接的な結果である。異常輸送の抑制により、ペデスタル領域では新古典輸送の役割が増大する。電子チャネルとイオンチャネルにおける異常熱輸送の抑制比は、ペデスタル頂部における電子温度とイオン温度の比を決定する。ELMを引き起こす機構として2つが考慮されている。圧力勾配がバルーニング限界を超える場合にはバルーニングモードによりELMが引き起こされ、端部電流密度がピーリングモード基準を超える場合にはピーリングモードによりELMが引き起こされる。ペデスタルとELMのモデルは、予測型統合モデリングコードにおいて、トカマク放電の時間発展をLモードからL-H遷移を経てHモードへと追跡し、その後Hモードペデスタルの形成とそれに続くELMの発生を追跡するために使用される。目的は、Hモードペデスタルの幅、高さ、形状、ならびにELMの周波数について自己無撞着な予測を行うことである。ペデスタル温度、ペデスタル幅、およびELM周波数の、プラズマ加熱パワー、磁場、密度に対する依存性が議論される。