This paper summarizes results of dimensionless identity experiments in JT-60U and JET, aimed at the comparison of the H-mode pedestal and ELM behaviour in the two devices. Given their similar size, dimensionless matched plasmas are also similar in their dimensional parameters (in particular, the plasma minor radius a is the same in JET and JT-60U). Power and density scans were carried out at two values of Ip, providing a q scan (q95 = 3.1 and 5.1) with fixed (and matched) toroidal field. Contrary to initial expectations, a dimensionless match between the two devices was quite difficult to achieve. In general, pped in JT-60U is lower than in JET and, at low q, the pedestal pressure of JT-60U with a Type I ELMy edge is matched in JET only in the Type III ELM regime. At q95 = 5.1, a dimensionless match in ρ*, ν* and βp,ped is obtained with Type I ELMs, but only with low power JET H-modes. These results motivated a closer investigation of experimental conditions in the two devices, to identify possible 'hidden' physics that prevents obtaining a good match of pedestal values over a large range of plasmas parameters. Ripple-induced ion losses of the medium bore plasma used in JT-60U for the similarity experiments are identified as the main difference with JET. The magnitude of the JT-60U ripple losses is sufficient to induce counter-toroidal rotation in co-injected plasma. The influence of ripple losses was demonstrated at q95 = 5.1: reducing ripple losses by ≈2 (from 4.3 to 1.9 MW) by replacing positive with negative neutral beam injection at approximately constant Pin resulted in an increased pped in JT-60U, providing a good match to full power JET H-modes. At the same time, the counter-toroidal rotation decreased. Physics mechanisms relating ripple losses to pedestal performance are not yet identified, and the possible role of velocity shear in the pedestal stability, as well as the possible influence of ripple on thermal ion transport are briefly discussed. Toroidal rotation of the ITER reference inductive Q = 10 H-mode is predicted to be rather low, of the order of ∼1/10 of the frequency of typical JET H-modes. Nonetheless, fast ion ripple losses in that scenario are also predicted to be negligible (≲1%), and therefore plasma toroidal rotation slow-down or ripple-induced counter-rotation should not affect pedestal parameters and stability in ITER. Finally, the possible effect of ripple on thermal transport may deserve more attention in future experiments and modelling, since the ripple magnitude of ITER is intermediate between that of JET and JT-60U.
本論文は、JT-60UおよびJETにおける無次元同一性実験の結果を要約し、両装置におけるHモードペデスタルおよびELM挙動の比較を目的としたものである。両装置はサイズが類似しているため、無次元整合プラズマはその寸法パラメータ（特に、プラズマ小半径aはJETとJT-60Uで同一）においても類似している。電力および密度走査は、2つのIp値において実施され、固定された（かつ整合された）トロイダル磁場のもとでq走査（q95 = 3.1および5.1）が提供された。当初の予想に反して、両装置間での無次元整合は達成がかなり困難であった。一般に、JT-60Uにおけるペデスタル圧力はJETよりも低く、低qでは、Type I ELMyエッジを有するJT-60Uのペデスタル圧力は、JETではType III ELM領域においてのみ整合された。q95 = 5.1では、ρ*、ν*およびβpにおける無次元整合はType I ELMで得られたが、それは低電力のJET Hモードに限られた。これらの結果は、広範なプラズマパラメータ範囲にわたるペデスタル値の良好な整合を妨げる可能性のある「隠れた」物理を特定するため、両装置における実験条件のより詳細な調査を動機付けた。相似実験に使用されたJT-60Uの中型ボアプラズマにおけるリップル誘起イオン損失が、JETとの主な差異として特定された。JT-60Uのリップル損失の大きさは、同方向入射プラズマにおいて反トロイダル回転を誘起するのに十分であった。リップル損失の影響はq95 = 5.1で実証された：ほぼ一定の入射電力において、正負中性粒子入射を負のものに置き換えることによりリップル損失を約2（4.3 MWから1.9 MWへ）低減すると、JT-60Uのペデスタル圧力が増加し、全電力JET Hモードとの良好な一致が得られた。同時に、反トロイダル回転は減少した。リップル損失をペデスタル性能に関連付ける物理メカニズムはまだ特定されておらず、ペデスタル安定性における速度シアの可能な役割、ならびに熱イオン輸送に対するリップルの可能な影響について簡単に議論する。ITER基準誘導Q = 10モードのトロイダル回転は、典型的なJET Hモードの周波数の約1/10程度と予測される。それにもかかわらず、そのシナリオにおける高速イオンリップル損失も無視できる程度（≲1%）と予測されるため、プラズマのトロイダル回転減速またはリップル誘起反回転は、ITERのペデスタルパラメータおよび安定性に影響を与えるべきではない。最後に、熱輸送に対するリップルの可能な影響は、ITERのリップル振幅がJETとJT-60Uの中間であることから、将来の実験およびモデリングにおいてより多くの注意を払う価値があるかもしれない。