Fully suppressing edge-localized modes (ELMs), e.g., with resonant magnetic perturbations (RMPs), is essential to reach and sustain high-performance steady-state H-mode plasmas because large ELMs can significantly reduce the lifetime of divertor components in future tokamak reactors. RMP-driven ELM suppression in KSTAR has been modeled by coupling the neoclassical transport code PENTRC to the nonlinear 3D MHD code JOREK. We have found that the radial transport from the combined effects of the kink-peeling, tearing response, and neoclassical toroidal viscosity can explain the pedestal degradation observed in experiments. In addition, it has been found that the RMP response can increase the inter-ELM heat flux on the lower outer divertor by redistributing the heat transport between the divertor plates. In addition to the degraded pedestal, ELM suppression is also attributable to the RMP-induced mode interactions. While the linear stability of peeling-ballooning mode (PBMs) improves owing to the degraded pedestal, the PBM and RMP interaction increases the spectral transfer between edge harmonics, preventing catastrophic growth and the crash of unstable modes. Here, it turns out that the magnetic islands near the pedestal top can play a vital role in mediating the mode interactions.
周辺局在モード(ELM)を、例えば共鳴磁場摂動(RMP)によって完全に抑制することは、将来のトカマク炉において大きなELMがダイバータ部品の寿命を著しく短縮し得るため、高性能定常Hモードプラズマを達成し維持するために不可欠である。KSTARにおけるRMP駆動ELM抑制は、新古典輸送コードPENTRCを非線形3D MHDコードJOREKに結合することによってモデル化されてきた。我々は、キンク・ピーリング、テアリング応答、および新古典トロイダル粘性の複合効果による径方向輸送が、実験で観測されたペデスタル劣化を説明できることを見出した。さらに、RMP応答がダイバータ板間の熱輸送を再分配することにより、下部外側ダイバータにおけるELM間熱流束を増加させ得ることが見出された。劣化したペデスタルに加えて、ELM抑制はRMP誘起モード相互作用にも起因する。劣化したペデスタルのおかげでピーリング・バルーニングモード(PBM)の線形安定性は向上する一方、PBMとRMPの相互作用はエッジ高調波間のスペクトル輸送を増加させ、不安定モードの破壊的な成長とクラッシュを防いでいる。ここで、ペデスタル頂部近傍の磁気島がモード相互作用を媒介する上で重要な役割を果たし得ることが明らかになった。