Injection of cryogenic deuterium pellets has been successfully applied in ASDEX Upgrade for external edge localized mode (ELM) frequency control in type-I ELMy H-mode discharge scenarios. A pellet velocity of 560 m s−1 and a size of about 6 × 1019 D-atoms was selected for technical reasons, although even lower masses were found sufficient to trigger ELMs. A moderate repetition rate close to 20 Hz was chosen to avoid over-fuelling of the core plasma. Pellet sequences of up to 4 s duration were injected into discharges close to the L–H threshold, intrinsically developing large compound ELMs at a rate of 3 Hz. With pellet injection, these large ELMs were completely replaced by smaller type-I ELMs at the much higher pellet frequency, accompanied by a slight increase of density and even of stored energy. This external ELM control could be repeatedly switched on and off by just interrupting the pellet train. ELMs were triggered in less than 200 µs after pellet arrival at the plasma edge, at which time only a fraction of the pellet has been ablated, forming a rather localized, three-dimensional plasmoid, which drives the edge unstable well before the deposited mass is spread toroidally. The pellet controlled case has also been compared with a discharge at a somewhat lower density, but with otherwise rather similar data, developing spontaneous 20 Hz type-I ELMs. Despite the different trigger mechanisms, the general ELM features turn out to be qualitatively similar, possibly because of the similarity of the two cases in terms of ELM relevant parameters. The scaling with background plasma, heating power, pellet launch parameters, etc over a larger range still remains to be investigated.
低温重水素ペレット注入は、ASDEX Upgradeにおいて、type-I ELMy Hモード放電シナリオにおける外部からのELM周波数制御に成功裏に適用された。ペレット速度560 m s⁻¹、サイズ約6×10¹⁹ Dが技術的理由から選択されたが、ELMを誘発するにはさらに低い質量で十分であることが判明した。コアへの過剰な燃料供給を避けるため、約20 Hzの適度な繰り返し周波数が選ばれた。L-H遷移閾値近傍の放電において、本来的に大きな複合ELMを3 Hzの頻度で発生するプラズマに対し、最大4秒間のペレット列を注入した。ペレット注入により、これらの大きなELMは、より高頻度の小さなtype-I ELMに完全に置き換えられ、密度のわずかな増加と蓄積エネルギーの増加すらも伴った。この外部ELM制御は、ペレット列を中断するだけで繰り返しオン・オフを切り替えることができた。ELMは、ペレットがプラズマ端に到達してから200 µs以内に誘発され、その時点ではペレットのごく一部のみがアブレーションされ、比較的局在した三次元プラズモイドを形成して、堆積質量がトロイダル方向に拡散する前に周辺部を不安定化させた。ペレット制御されたケースは、密度がやや低いものの他の点では同様のデータを示す、自発的な20 Hz type-I ELMを発生する放電と比較された。トリガー機構は異なるものの、ELMの一般的な特徴は定性的に類似していることが判明した。これはおそらく、両ケースにおいてELM関連パラメータが類似しているためである。背景プラズマ、ペレット入射パラメータなどに対するスケーリング則のより広範な検証は、今後の課題として残されている。