An increase in ELM frequency has been demonstrated in MAST by applying resonant magnetic perturbations (RMPs) with toroidal mode number, nRMP = 2, 3, 4, 6. It has been observed that the mitigated ELM frequency increases with the amplitude of the applied field provided it is above a critical threshold. This threshold value depends on the mode number of the RMP, with higher nRMP having a larger critical value. For the same ELM frequency, the reduction in the peak heat load on the divertor plates is approximately the same for all RMP configurations. The RMPs give rise to perturbations to the plasma shape, with lobe structures occurring due to the tangled magnetic fields near the X-point, and corrugations of the plasma boundary at the midplane. The X-point lobe length increases linearly with the applied field when above a threshold, with RMPs of higher toroidal mode number giving rise to longer lobes for the same applied resonant field. Similarly, the midplane displacements increase with the applied field strength, though the corrugation amplitude is less dependent upon the RMP configuration. For all nRMP, the RMPs result in enhanced particle transport and a reduction in the pedestal pressure gradient caused by an increased pedestal width, which is found to be consistent with a decrease in the critical pressure at which infinite-n ballooning modes are driven unstable in non-axisymmetric plasmas. The plasma rotation braking is strongest for lowest nRMP whilst the degradation of access to H-mode resultant from the application of RMPs are non-monotonic in nRMP, with the optimal case for both occurring for nRMP = 4. Whilst there are advantages and disadvantages for all RMP configurations, the configurations found to be optimised in terms of pedestal degradation, access to H-mode, plasma rotation and distortion to the plasma configuration in MAST are nRMP = 3 or 4, consistent with the configurations anticipated for use in ITER.
MASTにおいて、トロイダルモード数nRMP = 2、3、4、6の共鳴磁場摂動(RMP)を印加することにより、ELM周波数の増加が実証された。緩和されたELM周波数は、印加磁場が臨界値以上の場合、その振幅に応じて増加することが観測された。この臨界値はRMPのモード数に依存し、nRMPが大きいほど臨界値は大きくなる。同じELM周波数に対して、ダイバータ板へのピーク熱負荷の低減は、すべてのRMP配位でほぼ同等である。RMPはプラズマ形状に摂動を引き起こし、X点付近の磁場のねじれによるローブ構造と、赤道面におけるプラズマ境界の周期的な凹凸(コルゲーション)が生じる。X点ローブ長は、印加磁場が臨界値以上の場合、その振幅に比例して増加し、同じ共鳴磁場に対しては、トロイダルモード数が大きいRMPほど長いローブを生成する。同様に、赤道面での変位は印加磁場強度に応じて増加するが、コルゲーション振幅のRMP配位への依存性はより小さい。すべてのnRMPにおいて、RMPは粒子輸送の増強と、ペデスタル圧力勾配の低減をもたらすが、これはペデスタル幅の増加によるものであり、非軸対称プラズマにおいて無限大モードのバルーニング不安定性が駆動される臨界圧力の低下と整合的である。プラズマ回転の制動はnRMPが最も小さい場合に最も強く、Hモードへのアクセス低下はnRMPに対して非単調であり、両者にとって最適なケースはnRMP = 4の場合である。すべてのRMP配位には利点と欠点があるものの、ペデスタルの低下、Hモードへのアクセス、プラズマ回転、プラズマ形状の歪みの観点から、MASTにおいて最適化された配位はnRMP = 3または4であり、これはITERでの使用が想定されている配位と整合的である。