A non-dimensional collisionality scan conducted on DIII-D confirms a model for ELM energy densities recently put forward by Eich (2017 Nucl. Mater. Energy12 84–90), but also reveals key effects that may explain the large scatter typically observed about the scaling. Electron cyclotron heating (ECH) close to the plasma edge was used to raise electron temperatures at the pedestal top and lower collisionality to ITER level, while the power of neutral beam injection (NBI) was decreased during discharges to operate closer to the L–H transition threshold. The scan reveals no explicit pedestal pressure dependence of the ELM energy densities. While collisionality does not play a decisive role, the ratio of heating power to the H-mode threshold power is identified as parameter determining the agreement with the model, with discharges marginally above the threshold showing the largest scatter in the database and exceeding the predicted ELM energy up to twofold. Operation close to the L–H-threshold is accompanied by low ELM frequency and large ELM heat loads. Using linear stability calculations, ELM energy densities are shown to scale inversely with to the most unstable linear mode number before the ELM crash. There are indications that the scatter in the data when compared with the Eich model prediction is caused by including only a limited set out of all quantities considered by linear stability analysis. While further ELM studies near the LH threshold are of great priority, the overall agreement of DIII-D with the Eich model recommends its use in extrapolations towards ITER.
DIII-Dで実施された無次元衝突度スキャンは、最近Eich (2017 Nucl. Mater. Energy12 84–90)によって提唱されたELMエネルギー密度のモデルを確認するが、そのスケーリングに関して通常観測される大きなばらつきを説明し得る重要な効果も明らかにする。プラズマ端近傍での電子サイクロトロン加熱(ECH)を用いて、ペデスタル頂部の電子温度を上昇させ、衝突度をITERレベルまで低下させた。一方、放電中の中性粒子ビーム入射(NBI)パワーは、L-H遷移閾値により近い運転を行うために減少させた。このスキャンは、ELMエネルギー密度の明示的なペデスタル圧力依存性を明らかにしない。衝突度は決定的な役割を果たさない一方で、加熱パワーとHモード閾値パワーの比が、モデルとの一致を決定するパラメータとして特定される。閾値をわずかに上回る放電は、データベース内で最大のばらつきを示し、予測ELMエネルギーを最大2倍まで上回る。L-H閾値近傍での運転は、低いELM周波数と大きなELM熱負荷を伴う。線形安定性計算を用いて、ELMエネルギー密度はELMクラッシュ前の最も不安定な線形モード数に反比例することが示される。Eichモデル予測と比較した際のデータのばらつきは、線形安定性解析で考慮されるすべての量のうち限られた集合のみを含むことに起因することが示唆される。LH閾値近傍でのさらなるELM研究は非常に優先度が高いが、DIII-DとEichモデルの全体的な一致は、ITERへの外挿におけるその使用を推奨する。