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Advances in the physics understanding of ELM suppression using resonant magnetic perturbations in DIII-D

M.R. Wade, R. Nazikian, J.S. deGrassie, T.E. Evans, N.M. Ferraro, R.A. Moyer, D.M. Orlov, R.J. Buttery, M.E. Fenstermacher, A.M. Garofalo2015年被引用 76Nuclear FusionIF 3出版社

Recent experiments on DIII-D have increased confidence in the ability to suppress edge-localized modes (ELMs) using edge-resonant magnetic perturbations (RMPs) in ITER, including an improved physics basis for the edge response to RMPs as well as expansion of RMP ELM suppression to more ITER-like conditions. Complete ELM suppression has been achieved utilizing n = 3 RMPs in the ITER baseline scenario. In addition, RMP ELM suppression has been expanded to include plasmas with helium concentrations near 25% and the use of n = 2 RMPs. Analysis of the kinetic profile response suggests that ELM suppression is correlated with the co-alignment of the ω⊥e = 0 location, an n = 3 rational surface, and the top of the pedestal. Modelling predicts that such a co-alignment could potentially lead to island (or island chain) formation just inside the top of the pedestal, inhibiting the growth of the pedestal and thereby maintaining the ELM-free state. Detailed analysis of data obtained during toroidal phase variations of the applied n = 3 RMPs have provided further evidence of an island-like structure at the top of the pedestal. In addition, nearly matched discharges with co-neutral-beam-injection (co-NBI) and counter-NBI have demonstrated the importance of the presence of the ω⊥e = 0 location for ELM suppression. In the counter-NBI cases, the toroidal rotation profile is such that there is no ω⊥e = 0 location and ELMs are not suppressed in conditions in which ELM suppression is generally observed with co-NBI.

日本語訳

最近のDIII-Dにおける実験により、ELM(周辺局在モード)を端部共鳴磁場摂動(RMP)を用いて抑制する能力への信頼性が高まっており、これにはRMPに対する端部応答の物理的基礎の改善や、よりITERに近い条件へのELM抑制の拡張が含まれる。完全なELM抑制は、ITERベースラインシナリオにおいてn=3のRMPを用いて達成されている。さらに、RMPによるELM抑制は、ヘリウム濃度が約25%のプラズマや、n=2のRMPの使用へと拡張されている。運動論的応答プロファイルの解析は、ELM抑制がω⊥e=0の位置、n=3の有理面、およびペデスタル頂部の三者が一致することと相関していることを示唆している。モデリングは、このような一致がペデスタル頂部の直下における島(または島鎖)の形成をもたらす可能性があり、それによってペデスタルの成長を阻害し、ELMのない状態を維持することを予測している。印加されたn=3 RMPのトロイダル位相を変化させた際に得られたデータの詳細な解析は、ペデスタル頂部における島状構造のさらなる証拠を提供している。さらに、ほぼ同一の条件でのco-NBI(同方向中性粒子ビーム入射)とcounter-NBI(逆方向中性粒子ビーム入射)の比較実験は、ELM抑制におけるω⊥e=0の位置の存在の重要性を示している。counter-NBIの場合、トロイダル回転プロファイルにはω⊥e=0の位置が存在せず、co-NBIでELM抑制が一般的に観測される条件下でもELMは抑制されない。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)iter中精度(概要文一致)

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DIII-DEdge localized modeMagnetic perturbationResonant magnetic perturbation
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