Understanding the physics of the edge pedestal and edge localized modes (ELMs) is of great importance for ITER and the optimization of the tokamak concept. The peeling–ballooning model has quantitatively explained many observations, including ELM onset and pedestal constraints, in the standard H-mode regime. The ELITE code has been developed to efficiently evaluate peeling–ballooning stability for comparison with observation and predictions for future devices. We briefly review recent progress in the peeling–ballooning model, including experimental validation of ELM onset and pedestal height predictions, and nonlinear 3D simulations of ELM dynamics, which together lead to an emerging understanding of the physics of the onset and dynamics of ELMs in the standard intermediate to high collisionality regime. We also discuss new studies of the apparent power dependence of the pedestal, and studies of the impact of sheared toroidal flow. Recently, highly promising low collisionality regimes without ELMs have been discovered, including the quiescent H-mode (QH) and resonant magnetic perturbation (RMP) regimes. We present recent observations from the DIII-D tokamak of the density, shape and rotation dependence of QH discharges, and studies of the peeling–ballooning stability in this regime. We propose a model of the QH-mode in which the observed edge harmonic oscillation (EHO) is a saturated kink/peeling mode which is destabilized by current and rotation, and drives significant transport, allowing a near steady-state edge plasma. The model quantitatively predicts the observed density dependence and qualitatively predicts observed mode structure, rotation dependence and outer gap dependence. Low density RMP discharges are found to operate in a similar regime, but with the EHO replaced by an applied magnetic perturbation.
エッジペデスタルと周辺局在モード(ELM)の物理を理解することは、ITERおよびトカマク概念の最適化にとって極めて重要である。ピーリング・バルーニングモデルは、標準的なHモード領域におけるELMの発生とペデスタル制約を含む多くの観測結果を定量的に説明してきた。ELITEコードは、観測との比較および将来の装置に対する予測のために、ピーリング・バルーニング安定性を効率的に評価するよう開発されてきた。我々は、ピーリング・バルーニングモデルにおける最近の進展を簡潔にレビューする。これには、ELM発生とペデスタル高さ予測の実験的検証、およびELMダイナミクスの非線形3Dシミュレーションが含まれ、これらは総合して、標準的な中間から高衝突度領域におけるELMの発生とダイナミクスの物理に関する新たな理解をもたらしつつある。また、ペデスタルの見かけ上の電力依存性に関する新しい研究と、シアを有するトロイダル流の影響に関する研究についても議論する。近年、ELMを伴わない極めて有望な低衝突度領域が発見されており、これには静穏Hモード(QH)および共鳴磁場摂動(RMP)領域が含まれる。我々は、DIII-DトカマクからのQH放電の密度、形状、回転依存性に関する最近の観測結果と、この領域におけるピーリング・バルーニング安定性の研究を提示する。我々は、QHモードのモデルを提案する。このモデルでは、観測される周辺高調波振動(EHO)は、電流と回転によって不安定化され、有意な輸送を駆動して、ほぼ定常状態の周辺プラズマを可能にする、飽和キンク/ピーリングモードである。このモデルは、観測される密度依存性を定量的に予測し、観測されるモード構造、回転依存性、および外側ギャップ依存性を定性的に予測する。低密度RMP放電は、同様の領域で動作することが見出されているが、そこではEHOが印加磁場摂動に置き換えられている。