Dedicated experiments focusing on the influence of lower hybrid waves (LHWs) on edge-localized modes (ELMs) were first performed during the 2012 experimental campaign of EAST, via modulating the input power of LHWs in the high-confinement-mode (H-mode) plasma mainly sustained by ion cyclotron resonant heating. Natural ELMs are effectively mitigated (ELM frequency increases, while its intensity decreases dramatically) as the LHW is applied, observed over a fairly wide range of plasma current or edge safety factor. By scanning the modulation frequency (fm) of LHW injected power in a target plasma dominated by the so-called small ELMs, we conclude that large ELMs with markedly larger amplitudes and lower frequencies are reproduced at low modulation frequencies (fm < 100 Hz). Analysis of the evolution of edge extreme ultraviolet radiation signals further indicates that plasma fluctuations at the pedestal region indistinctively respond to rapid modulation (fm ⩾ 100 Hz) of LHW injected power. This is proposed as the mechanism responsible for the observed fm dependence of the mitigation effect induced by LHWs on large ELMs. In addition, a critical threshold of LHW input power PLHW is estimated as , beyond which the impact of applied LHWs on ELM behaviours can be achieved. Finally, Langmuir probe measurements suggest that, rather than the concentration of free energy into a narrowband quasi-coherent precursor commonly observed growing until the ELM crash, the continuous development of broadband turbulence during the ELM-absent phase with the application of LHWs might contribute to the avoidance of ELM crashes. These results present new insights into existing experiments, and also provide some foundations and references for the next-step research about exploring in more depth and improving this new attractive method to effectively control the ELM-induced very large transient heat and particle flux.
低混成波(LHW)が周辺局在モード(ELM)に及ぼす影響に焦点を当てた専用実験が、イオンサイクロトロン共鳴加熱によって主に維持された高閉じ込めモード(Hモード)プラズマにおいてLHWの入力電力を変調することにより、EASTの2012年実験キャンペーン中に初めて実施された。自然ELMは、LHWが印加されると効果的に緩和される(ELM周波数は増加し、その強度は劇的に減少する)。これは、かなり広い範囲のプラズマ電流または周辺安全係数にわたって観測された。いわゆる小ELMが支配的な対象プラズマにおいてLHW入射電力の変調周波数(fm)を走査することにより、著しく大きな振幅と低い周波数を有する大ELMが低い変調周波数(fm < 100 Hz)で再現されるという結論を得た。周辺極端紫外放射シグナルの時間発展の解析は、ペデスタル領域におけるプラズマ変動がLHW入射電力の高速変調(fm ⩾ 100 Hz)に対して明確には応答しないことをさらに示している。これは、LHWによって大ELMに誘起される緩和効果の観測されたfm依存性の原因となるメカニズムとして提案される。さらに、LHW入力電力PLHWの臨界閾値が として推定され、それを超えると、印加されたLHWがELM挙動に及ぼす影響が達成され得る。最後に、ラングミュアプローブ測定は、ELMクラッシュまで成長するのが一般的に観測される狭帯域準コヒーレント前駆現象への自由エネルギーの集中ではなく、LHW印加時のELM非存在期間中における広帯域乱流の継続的発展が、ELMクラッシュの回避に寄与する可能性があることを示唆している。これらの結果は、既存の実験に対する新たな知見を提供し、また、ELMによって誘起される非常に大きな過渡的な熱および粒子フラックスを効果的に制御するためのこの新しい魅力的な方法をより深く探求し改善する次段階の研究のための基礎と参考資料を提供する。