The quiescent H-mode (QH-mode), free of edge localized mode (ELM), is a promising operational regime for future fusion devices due to its low collisionality and high confinement performance. In this study, we report on the first experimental observation of QH-mode with edge harmonic oscillations (EHOs) on the HL-3 tokamak. The equilibrium point was found to be near but below the kink/peeling instability boundary. The core magnetohydrodynamic modes became weak during the EHO phase, indicating a significant change in the plasma stability. The fundamental mode of the EHOs had a toroidal mode number of n = 1 and rotated in the ion diamagnetic drift direction, while its harmonics rotated in the electron diamagnetic drift direction. The appearance and disappearance of EHOs were linked to critical values of the radial electric field () minimum and -curvature (). The results suggest that is the primary driver of EHOs, rather than -shear (). Furthermore, significant reductions in divertor particle and heat flux were observed during the EHO phase compared to ELMy and ELM-free stages without EHOs, indicating the potential for achieving high confinement alongside mitigated divertor loads on HL-3. This study provides valuable insights into the physical understanding of QH-mode with EHOs and its potential role in achieving sustainable fusion energy.
静穏Hモード(QHモード)は、周辺局在モード(ELM)が存在しないため、低衝突度と高閉じ込め性能により、将来の核融合装置にとって有望な運転領域である。本研究では、HL-3トカマクにおいて、周辺高調波振動(EHOs)を伴うQHモードの初の実験的観測について報告する。平衡点は、キンク/ピーリング不安定性境界の近くではあるが、その下方にあることが見いだされた。EHO位相中にコアの磁気流体力学モードが弱まり、プラズマ安定性の大きな変化を示している。EHOsの基本モードはトロイダルモード数n = 1を持ち、イオン反磁性ドリフト方向に回転した一方、その高調波は電子反磁性ドリフト方向に回転した。EHOsの出現と消失は、径方向電場()の極小値および-曲率()の臨界値に関連していた。結果は、 がEHOsの主な駆動源であり、-せん断()ではないことを示唆している。さらに、EHO位相中には、ELMyおよびELM-free段階（EHOsなし）と比較して、ダイバータ粒子および熱フラックス大幅な低減が観測された。これは、HL-3において高閉じ込めと緩和されたダイバータ負荷を同時に達成する可能性を示している。本研究は、EHOsを伴うQHモードの物理的理解と、持続可能な核融合エネルギー達成におけるその潜在的な役割に貴重な洞察を提供するものである。