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Plasma shaping and its impact on the pedestal of ASDEX Upgrade: edge stability and inter-ELM dynamics at varied triangularity

F.M. Laggner, E. Wolfrum, M. Cavedon, M.G. Dunne, G. Birkenmeier, R. Fischer, M. Willensdorfer, F. Aumayr, The EUROfusion MST1 Team, The ASDEX Upgrade Team2018年被引用 12Nuclear FusionIF 3出版社

The plasma shape, in particular the triangularity (δ), impacts on the pedestal stability. A scan of δ including a variation of heating power (Pheat) and gas puff was performed to study the behaviour of edge localised modes (ELMs) and the pre-ELM pedestal stability for different plasma shapes. Generally, at higher δ the pedestal top electron density (ne) is enhanced and the ELM repetition frequency (fELM) is reduced. For all δ, the pedestal top ne is already fully established to its pre-ELM value during the initial recovery phase of the ne pedestal, which takes place immediately after the ELM crash. The lowering of the fELM with increasing δ is related to longer pedestal recovery phases, especially the last pre-ELM phase with clamped pedestal gradients (after the recovery phases of the ne and electron temperature (Te) pedestal) is extended. In all investigated discharge intervals, the pre-ELM pedestal profiles are in agreement with peeling–ballooning (PB) theory.Over the investigated range of δ, two well-separated fELM bands are observed in several discharge intervals. Their occurrence is linked to the inter-ELM pedestal stability. In both kinds of ELM cycles the pedestal evolves similarly, however, the 'fast' ELM cycle occurs before the global plasma stored energy (WMHD) increases, which then provides a stabilising effect on the pedestal, extending the inter-ELM period in the case of the 'slow' ELM cycle. At the end of a 'fast' ELM cycle the ne profile is radially shifted inwards relative to the ne profile at the end of a 'slow' ELM cycle, leading to a reduced pressure gradient. The appearance of two fELM bands suggests that the pedestal becomes more likely PB unstable in certain phases of the inter-ELM evolution. Such a behaviour is possible because the evolution of the global plasma is not rigidly coupled to the evolution of the pedestal structure on the timescales of an ELM cycle.

日本語訳

プラズマ形状、特に三角形度(δ)は、ペデスタル安定性に影響を与える。異なるプラズマ形状に対する周辺局在モード(ELM)の挙動とELM前ペデスタル安定性を研究するために、加熱パワー(Pheat)とガスパフの変化を含むδのスキャンが実施された。一般に、δが高いほど、ペデスタル上部の電子密度(ne)は増加し、ELM繰り返し周波数(fELM)は低下する。すべてのδにおいて、ペデスタル上部のneは、ELMクラッシュ直後に起こるneペデスタルの初期回復位相の間に、すでにそのELM前の値に完全に達している。δの増加に伴うfELMの低下は、より長いペデスタル回復位相に関連しており、特に、neおよび電子温度(Te)ペデスタルの回復位相の後にある、ペデスタル勾配が固定された最後のELM前位相が延長される。調査されたすべての放電区間において、ELM前のペデスタルプロファイルはピーリング・バルーニング(PB)理論と一致している。調査されたδの範囲にわたって、いくつかの放電区間で明確に分離された2つのfELMバンドが観測される。それらの出現はELM間ペデスタル安定性に関連している。両方の種類のELMサイクルにおいてペデスタルは同様に発展するが、「速い」ELMサイクルはプラズマ全体の蓄積エネルギー(WMHD)が増加する前に発生し、その後WMHDがペデスタルに安定化効果をもたらし、「遅い」ELMサイクルの場合にはELM間期間を延長する。「速い」ELMサイクルの終わりには、neプロファイルは「遅い」ELMサイクルの終わりのneプロファイルに比べて径方向内側にシフトしており、圧力勾配の低下を引き起こす。2つのfELMバンドの出現は、ELM間発展の特定の位相においてペデスタルがPB不安定になりやすいことを示唆している。このような挙動が可能なのは、ELMサイクルの時間スケールにおいて、プラズマ全体の進化がペデスタル構造の進化と固定的に結合していないためである。

装置

asdex-upgrade高精度(タイトル一致)

wiki

ASDEXEdge localized modeASDEX UpgradePedestalTriangularity
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