Impurity seeding experiments in ELMy H-mode plasmas by using supersonic molecular beam injection (SMBI) have been performed in the HL-2A tokamak. Besides pure impurity gas (neon, argon), impurities mixed with the main ion fuelling gas by different ratios were seeded into the plasma. It has been observed that the ELM behavior and plasma confinement are very sensitive to the impurity ratio. For 30% Ne impurity seeding, large ELMs are replaced by high frequency bursts (HFBs), which have higher frequency and smaller amplitude compared to the ELMs and the peak heat load on the divertor plate was considerably reduced. Analyses indicate that HFBs originate from the pedestal region and enhance the pedestal particle transport, resulting in a softened pedestal gradient after SMBI. However, for the pure Ne and Ar SMBI seeding, the ELM frequency is decreased and the plasma confinement is moderately improved. Experimental observations suggest that the impurity mixture gas plays a role in changing the pedestal dynamics and there should be an optimal impurity ratio for efficient heat load control in ELMy H-mode plasmas.
ELMy Hモードプラズマへの超音速分子線入射(SMBI)を用いた不純物シーディング実験が、HL-2Aトカマクにおいて実施された。純不純物ガス(ネオン、アルゴン)に加えて、主イオン燃料ガスと異なる比率で混合された不純物がプラズマに入射された。ELM挙動とプラズマ閉じ込めは、不純物比率に非常に敏感であることが観測された。30% Ne不純物シーディングの場合、大きなELMは高周波バースト(HFB)に置き換えられ、これはELMと比較してより高い周波数とより小さい振幅を持ち、ダイバータ板へのピーク熱負荷は大幅に低減された。解析により、HFBはペデスタル領域に起源を持ち、ペデスタル粒子輸送を強化し、その結果、SMBI後にペデスタル勾配が緩和されることが示された。しかしながら、純NeおよびAr SMBIシーディングの場合、ELM周波数は減少し、プラズマ閉じ込めは適度に改善された。実験的観測は、不純物混合ガスがペデスタルダイナミクスの変化に役割を果たし、ELMy Hモードプラズマにおける効率的な熱負荷制御には最適な不純物比率が存在するはずであることを示唆している。