The mitigation of the large pulsed heat loads induced by edge-localized modes (ELMs) on the divertor plates is one of the most important issues for a tokamak fusion reactor. However, ELMs have been completely suppressed in the quiescent H-mode (QH-mode) plasmas produced in the DIII-D tokamak (see Burrell K H et al2002 Plasma Phys. Control. Fusion44 A253). One of the key conditions for producing QH-mode plasmas is that the direction of neutral beam injection (NBI) should be opposite to that of the plasma current (i.e. ctr-NBI), which then leads to the toroidal rotation velocity being in the counter direction to the plasma current. By using various combinations of NBI lines in JT-60U, it has been possible to investigate the impact of the toroidal rotation velocity on ELM behaviour by changing the toroidal momentum input in a detailed manner for similar absorbed NB heating power. It has been determined that the ELM frequency decreases with increased counter toroidal rotation velocity at the plasma edge even to the point of the ELMs disappearing. In addition, the magnitude of the pulsed Dα signal at the divertor decreases with decreasing ELM frequency. These results indicate that it is possible to control the ELM behaviour through the toroidal momentum input.
ELMによって引き起こされるダイバータ板への大きなパルス熱負荷の緩和は、トカマク核融合炉にとって最も重要な課題の一つである。しかしながら、DIII-Dトカマク（Burrell K H et al 2002 Plasma Phys. Control. Fusion 44 A253参照）で生成された静穏Hモード（QHモード）プラズマでは、ELMが完全に抑制されていることが示されている。QHモードプラズマを生成するための重要な条件の一つは、中性粒子ビーム入射（NBI）の方向がプラズマ電流の方向と逆であること（すなわちctr-NBI）であり、これによりトロイダル回転速度がプラズマ電流と逆方向になる。JT-60Uにおいて様々なNBIラインの組み合わせを用いることで、同程度の吸収NBIパワー条件下でトロイダル運動量入力を詳細に変化させ、トロイダル回転速度がELM挙動に及ぼす影響を調べることが可能となった。その結果、プラズマ周辺部の逆方向トロイダル回転速度が増加するとELM周波数が減少し、最終的にはELMが完全に消失することが明らかになった。さらに、ダイバータでのパルス状Dα信号の大きさはELM周波数の減少に伴って低下することが示された。これらの結果は、トロイダル運動量入力によってELM挙動を制御することが可能であることを示している。