Validation results for the MARS-K (Liu et al 2008 Phys. Plasmas15 112503) code for DIII-D equilibria, predict that the absence of fast Neutral Beam (NB) generated ions leads to a plasma response ~40–60% higher than in NB-sustained H-mode plasmas when the no-wall βN limit is reached. In a βN scan, the MARS-K model with thermal and fast-ions, reproduces the experimental measurements above the no-wall limit, except at the highest βN where the phase of the plasma response is overestimated. The dependencies extrapolate unfavourably to machines such as ITER with smaller fast ion fractions since elevated responses in the absence of fast ions indicate the potential onset of a resistive wall mode (RWM). The model was also tested for the effects of rotation at high βN, and recovers the measured response even when fast-ions are neglected, reversing the effect found in lower βN cases, but consistent with the higher βN results above the no-wall limit. The agreement in the response amplitude and phase for the rotation scan is not as good, and additional work will be needed to reproduce the experimental trends. In the case of current-driven instabilities, the magnetohydrodynamic spectroscopy system used to measure the plasma response reacts differently from that for pressure driven instabilities: the response amplitude remains low up to ~93% of the current limit, showing an abrupt increase only in the last ~5% of the current ramp. This makes it much less effective as a diagnostic for the approach to an ideal limit. However, the mode structure of the current driven RWM extends radially inwards, consistent with that in the pressure driven case for plasmas with qedge~2. This suggests that previously developed RWM feedback techniques together with the additional optimizations that enabled qedge~2 operation, can be applied to control of both current-driven and pressure-driven modes at high βN.
MARS-K (Liu et al 2008 Phys. Plasmas15 112503)コードのDIII-D平衡に対する検証結果は、無壁βN限界に達したとき、高速中性粒子ビーム(NB)生成イオンが存在しないと、NB維持Hモードプラズマよりも約40–60%高いプラズマ応答が生じることを予測する。βNスキャンでは、熱的イオンと高速イオンを含むMARS-Kモデルは、無壁限界を超えた実験測定を再現するが、最高βNではプラズマ応答の位相が過大評価される。この依存性は、高速イオン割合がより小さいITERのような装置に対して不利に外挿される。なぜなら、高速イオンが存在しない場合の高い応答は、抵抗性壁モード(RWM)の発生可能性を示すからである。このモデルは高βNでの回転の影響についても試験され、高速イオンを無視しても測定応答を再現し、低βNの場合に見られた効果を逆転させるが、無壁限界を超えた高βN結果とは整合的である。回転スキャンにおける応答振幅と位相の一致はそれほど良好ではなく、実験傾向を再現するには追加の作業が必要となる。電流駆動不安定性の場合、プラズマ応答を測定するために使用される磁気流体力学分光システムは、圧力駆動不安定性の場合とは異なる反応を示す: 応答振幅は電流限界の約93%まで低いまま維持され、電流ランプの最後の約5%でのみ急激な増加を示す。これにより、理想限界への接近の診断としての有効性は大幅に低下する。しかし、電流駆動RWMのモード構造は、qedge~2のプラズマにおける圧力駆動の場合のそれと整合的に、径方向内側に広がる。これは、以前に開発されたRWMフィードバック技術が、qedge~2運転を可能にした追加の最適化とともに、高βNでの電流駆動および圧力駆動モードの両方の制御に適用できることを示唆している。