Operating a tokamak at plasma densities near the empirical Greenwaldlimit eGw in H mode could yield significant advantages for a fusionreactor. Trying to avoid the strong confinement degradation observed withgas puff refuelling, pellet injection from the magnetic high field sidewas applied. Sufficient pellet particle flux was supplied toachieve persistent density rampup and to enable density control inH mode at a level beyond eGw for the first time. The pellet induceddensity increase decays in a fast phase with τ = 10 ms until abouthalf of the latest pellet inventory remains, and decays thereafter tothe base density on the particle confinement timescale with τ = 120 ms. The fast decay is the result of strong ELM events followingeach injected pellet, accompanied by a loss of energy, causing atransient reduction of the plasma energy content by convective heatflux. Recovery of the plasma energy after the ELM sequence takes placewith τ = 25 ms, enabling transient operation at appropriately highdensities without significant confinement degradation. To reach thisscenario, however, confinement degradation caused by other factorsmust be inhibited. Other factors causing confinement degradation were found to be the increase of neutral gaspressure by pellet born gas puff at insufficient pumping speed orthe occurrence of neoclassical tearing modes triggered by pellets whenthe temperatures close to rational surfaces were reduced too strongly.
グリーンワルド限界eGw近傍のプラズマ密度でHモード運転を行うことは、核融合炉にとって大きな利点をもたらす可能性がある。ガス入射による強い閉じ込め劣化を回避するため、磁場高磁場側からのペレット入射が適用された。十分なペレット粒子束を供給することにより、eGwを超えるレベルでのHモード密度維持を可能にし、初めて持続的な密度上昇と密度制御を実現した。ペレット誘起の密度増加は、最新のペレット質量の約半分が残存するまでτ = 10 msの高速位相で減衰し、その後は粒子閉じ込め時間スケールτ = 120 msで基底密度まで減衰する。この高速減衰は、各ペレット入射後に発生する強いELM事象によるものであり、エネルギー損失を伴い、対流熱流束によるプラズマエネルギー含有量の一時的な減少を引き起こす。ELM系列後のプラズマエネルギー回復はτ = 25 msの時定数で進行し、大きな閉じ込め劣化を伴わない過渡的な高密度運転を可能にする。しかし、このシナリオを実現するには、他の要因による閉じ込め劣化を抑制する必要がある。閉じ込め劣化を引き起こす他の要因として、不十分な排気速度によるペレット起源のガス入射に伴う中性ガス圧力の増加、および有理面近傍の温度が強く低下した際にペレットによって誘起される新古典テアリングモードの発生が特定された。