The pressure gradient of the high confinement pedestal region at the edge of tokamak plasmas rapidly collapses during plasma eruptions called edge localised modes (ELMs), and then re-builds over a longer time scale before the next ELM. The physics that controls the evolution of the JET pedestal between ELMs is analysed for 1.4 MA, 1.7 T, low triangularity, δ = 0.2, discharges with the ITER-like wall, finding that the pressure gradient typically tracks the ideal magneto-hydrodynamic ballooning limit, consistent with a role for the kinetic ballooning mode. Furthermore, the pedestal width is often influenced by the region of plasma that has second stability access to the ballooning mode, which can explain its sometimes complex evolution between ELMs. A local gyrokinetic analysis of a second stable flux surface reveals stability to kinetic ballooning modes; global effects are expected to provide a destabilising mechanism and need to be retained in such second stable situations. As well as an electron-scale electron temperature gradient mode, ion scale instabilities associated with this flux surface include an electro-magnetic trapped electron branch and two electrostatic branches propagating in the ion direction, one with high radial wavenumber. In these second stability situations, the ELM is triggered by a peeling-ballooning mode; otherwise the pedestal is somewhat below the peeling-ballooning mode marginal stability boundary at ELM onset. In this latter situation, there is evidence that higher frequency ELMs are paced by an oscillation in the plasma, causing a crash in the pedestal before the peeling-ballooning boundary is reached. A model is proposed in which the oscillation is associated with hot plasma filaments that are pushed out towards the plasma edge by a ballooning mode, draining their free energy into the cooler plasma there, and then relaxing back to repeat the process. The results suggest that avoiding the oscillation and maximising the region of plasma that has second stability access will lead to the highest pedestal heights and, therefore, best confinement—a key result for optimising the fusion performance of JET and future tokamaks, such as ITER.
トカマクプラズマの端部における高閉じ込めペデスタル領域の圧力勾配は、周辺局在モード(ELMs)と呼ばれるプラズマ噴出の際に急速に崩壊し、その後、次のELMまでのより長い時間スケールで再構築される。ELM間のJETペデスタルの進化を制御する物理を、1.4 MA、1.7 T、低三角形度δ = 0.2、ITER類似壁を備えた放電について解析したところ、圧力勾配は典型的には理想電磁流体力学バルーニング限界に追従することが分かり、これは運動論的バルーニングモードの役割と整合的である。さらに、ペデスタル幅は、バルーニングモードに対する第二安定性アクセスを持つプラズマ領域によってしばしば影響を受け、これはELM間におけるその時として複雑な進化を説明し得る。第二安定磁気面の局所ジャイロ運動論的解析は、運動論的バルーニングモードに対して安定であることを明らかにする。大域効果は不安定化機構を提供すると予想され、そのような第二安定状況では保持される必要がある。この磁気面に関連するイオンスケール不安定性には、電子スケールの電子温度勾配モードに加えて、電磁的捕捉電子分枝と、イオン方向に伝播する二つの静電的分枝(そのうちの一つは高い径方向波数を持つ)が含まれる。これらの第二安定状況では、ELMはピーリング・バルーニングモードによって引き起こされる。そうでない場合、ペデスタルはELM開始時点でピーリング・バルーニングモードの限界安定境界をやや下回っている。後者の状況では、より高周波のELMがプラズマ中の振動によってペーシングされ、ピーリング・バルーニング境界に達する前にペデスタルの崩壊を引き起こすという証拠がある。振動が、バルーニングモードによってプラズマ端に向かって押し出され、そこで自由エネルギーをより低温のプラズマに放出し、その後緩和して戻ってこの過程を繰り返す高温プラズマフィラメントに関連するモデルが提案される。これらの結果は、振動を回避し、第二安定性アクセスを持つプラズマ領域を最大化することが、最も高いペデスタル高さ、したがって最良の閉じ込めをもたらすことを示唆しており、これはJETおよびITERのような将来のトカマクの核融合性能を最適化するための重要な結果である。