The low-edge rotation, intrinsically ELM-free, and improved confinement wide-pedestal quiescent H-mode (QH-mode), discovered in DIII-D tokamak, has pedestal widths exceeding the EPED-kinetic-ballooning mode (KBM) model scaling typically by at least 25%. Ion-scale ( < 1) microturbulence and its role in setting the pedestal structure is investigated using the radially local gyrokinetic code CGYRO. The electromagnetic trapped electron mode (TEM) is unstable at the pedestal top, while plasma beta ( is ∼60% below the KBM onset threshold and the electron temperature gradient mode is found to be unstable in the peak gradient region. Nonlinear simulation reveals that the ion-scale turbulence could produce electron energy flux consistent with the flux inferred from power balance at the pedestal top, with a reasonable variation of the local shearing rate; and the local neoclassical transport from NEO is dominant over the simulated turbulent transport in the ion energy flux channel. The simulated ion-scale turbulence produces much lower electron energy flux than inferred from experiment in the pedestal peak gradient region. A correction to the EPED-KBM pedestal width scaling is obtained based on the two-dimensional scan of pedestal top plasma beta ( and normalized electron density and temperature scale lengths, , using CGYRO linear simulations. Mode transitions among TEM, micro-tearing mode, ion-temperature gradient mode and KBM, are observed in the 2D scan at the pedestal top. A fixed normalized growth rate for these drift-type modes is taken to determine the pedestal width scaling, which shows good consistency with the QH experimental database on pedestal heights and widths. The onset of KBM instabilities and the local E × B shear suppression criterion set the lower and upper limit for the pedestal width of standard QH-mode, wide-pedestal QH-mode and type-I ELMy H mode. A potentially higher and wider pedestal is expected from the new scaling of pedestal width. This work presents an improved understanding of the ion-scale micro-turbulence of wide-pedestal QH-mode and sheds light on a promising scenario for future reactors, including ITER and beyond.
DIII-Dトカマクで発見された、低周辺回転、本質的にELMフリー、改善閉じ込めの広ペデスタル静穏Hモード（QHモード）は、ペデスタル幅がEPED-運動論的バルーニングモード（KBM）モデルのスケーリングを通常少なくとも25%超えている。イオンスケール（ < 1）の微視的乱流とそのペデスタル構造の設定における役割は、径方向局所 ジャイロ運動論コードCGYROを用いて調査される。電磁捕捉電子モード（TEM）はペデスタル頂上で不安定であり、一方プラズマベータ（ はKBM発現閾値より約60%低く、電子温度勾配モードはピーク勾配領域で不安定であることが見出された。非線形シミュレーションは、イオンスケール乱流が、局所 せん断速度の合理的な変動とともに、ペデスタル頂上でのパワーバランスから推定されるフラックスと一致する電子エネルギー流束を生成し得ることを明らかにする；そしてNEOからの局所新古典輸送は、イオンエネルギー流束チャネルにおいてシミュレーションされた乱流輸送よりも支配的である。シミュレーションされたイオンスケール乱流は、ペデスタルピーク勾配領域において実験から推定されるものよりはるかに低い電子エネルギー流束を生成する。EPED-KBMペデスタル幅スケーリングへの補正は、CGYRO線形シミュレーションを用いた、ペデスタル頂上プラズマベータ（ と規格化電子密度・温度スケール長、 , の二次元走査に基づいて得られる。TEM、マイクロティアリングモード、イオン温度勾配モード、およびKBMの間のモード遷移が、ペデスタル頂上での2次元走査において観察される。これらのドリフト型モードに対する固定された規格化成長率がペデスタル幅スケーリングを決定するために取られ、これはペデスタル高さと幅に関するQH実験データベースと良い一致を示す。KBM不安定性の発現と局所E × Bせん断抑制条件は、標準QHモード、広ペデスタルQHモード、およびタイプI ELMy Hモードのペデスタル幅の下限と上限を設定する。新たなペデスタル幅スケーリングから、潜在的により高くより広いペデスタルが期待される。この研究は、広ペデスタルQHモードのイオンスケール微視的乱流の理解を向上させ、ITERおよびそれ以降を含む将来の炉にとって有望なシナリオに光を当てる。