Controlled partial stabilization of core m/n = 2/1 neoclassical tearing modes (NTMs) by fueling deuterium pellets is reported in DIII-D and KSTAR H-mode plasmas (m/n are the poloidal/toroidal mode numbers). Analyses of DIII-D data exploring possible physics origins show that an explanation is offered by NTM-turbulence multi-scale interaction, triggered by a sudden increase of local gradients near q = 2 caused by the pellet. Pellet injection from the high-field side allows deep fueling which reaches the island region. In turn, low-k turbulent density fluctuations () increase by in the island region. This can drive transport across the island separatrices, reducing the pressure flat spot at the O-point and diminishing the NTM drive. The Mirnov probe array detects the reduction of the 2/1 magnetic amplitude by up to . Causality between elevated gradients outside of the island, turbulence spreading into the island and reduced NTM drive is qualitatively supported by non-linear gyrokinetic turbulence simulations. These show increased penetration of ion-scale from the background plasma to the O-point region when the background gradient is increased. This interaction has potentially far reaching consequences as it can lead to a reduction of the required electron cyclotron current density () for NTM suppression by 70%, as predicted by the modified Rutherford equation. This beneficial effect of fueling pellets can be important as is the anticipated active NTM control technique for ITER, but its efficiency will be lowered by third harmonic absorption in Pre-Fusion Power Operation-1 (PFPO-1) at half magnetic field.
DIII-DおよびKSTARのHモードプラズマにおいて、重水素ペレットの燃料供給によるコアm/n=2/1新古典テアリングモード(NTMs)の制御された部分安定化が報告されている(m/nはポロイダル/トロイダルモード数である)。DIII-Dデータの解析により、考えられる物理的起源を探ると、ペレットによって引き起こされたq=2近傍の局所勾配の急激な増加によって引き起こされるNTM-乱流マルチスケール相互作用によって説明が与えられることが示されている。高磁場側からのペレット注入は、島領域に到達する深い燃料供給を可能にする。次に、低k乱流密度揺動 () は島領域で だけ増加する。この は島セパラトリックスを横切る輸送を駆動し、O点における圧力フラットスポットを減少させ、NTM駆動を弱めることができる。Mirnovプローブアレイは、2/1磁気振幅の最大 までの減少を検出する。島外部の上昇した勾配、島内への乱流の広がり、および低減されたNTM駆動の間の因果関係は、非線形ジャイロ運動論的乱流シミュレーションによって定性的に支持される。これらは、背景勾配が増加すると、背景プラズマからO点領域へのイオンスケール の浸透が増加することを示している。この相互作用は、修正ラザフォード方程式によって予測されるように、NTM抑制に必要な電子サイクロトロン電流密度 () を70%低減することにつながる可能性があるため、潜在的に広範囲に及ぶ影響を及ぼす。この燃料ペレットの有益な効果は、 がITERの予想される能動的NTM制御技術であるため重要であり得るが、その効率は、半磁場でのPre-Fusion Power Operation-1 (PFPO-1)における第三高調波吸収によって低下するであろう。