The former all-carbon wall on JET has been replaced with beryllium in the main torus and tungsten in the divertor to mimic the surface materials envisaged for ITER. Comparisons are presented between type I H-mode characteristics in each design by examining respective scans over deuterium fuelling and impurity seeding, required to ameliorate exhaust loads both in JET at full capability and in ITER. Attention is focused upon a common high-triangularity, single-null divertor configuration at 2.5 MA, q95 ≈ 3.5 yielding the most robust all-C performance. Contrasting results between the alternative linings are found firstly in unseeded plasmas, for which purity is improved and intrinsic radiation reduced in the ITER-like wall (ILW) but normalized energy confinement is ≈30% lower than in all-C counterparts, owing to a commensurately lower (electron) pedestal temperature. Divertor recycling is also radically altered, with slower, inboard–outboard asymmetric transients at ELMs and spontaneous oscillations in between them. Secondly, nitrogen seeding elicits opposite responses in the ILW to all-C experience, tending to raise plasma density, reduce ELM frequency, and above all to recover (electron) pedestal pressure, hence global confinement, almost back to previous levels. A hitherto unrecognized role of light impurities in pedestal stability and dynamics is consequently suggested. Thirdly, while heat loads on the divertor outboard target between ELMs are successfully reduced in proportion to the radiative cooling and ELM frequency effects of N in both wall environments, more surprisingly, average power ejected by ELMs also declines in the same proportion for the ILW. Detachment between transients is simultaneously promoted. Finally, inter-ELM W sources in the ILW divertor tend to fall with N input, although core accumulation possibly due to increased particle confinement still leads to significantly less steady conditions than in all-C plasmas. This limitation of ILW H-modes so far will be readdressed in future campaigns to continue progress towards a fully integrated scenario suitable for D–T experiments on JET and for 'baseline' operation on ITER. The diverse changes in behaviour between all-C and ILW contexts demonstrate essentially the strong impact which boundary conditions and intrinsic impurities can have on tokamak-plasma states.
旧来のJETにおける全面炭素壁は、ITERで想定されている表面材料を模擬するため、主トーラス部ではベリリウム、ダイバータ部ではタングステンに置き換えられた。各設計におけるタイプI Hモード特性の比較が、重水素燃料供給と不純物シード量に対するそれぞれのスキャンを調べることによって提示される。これは、フル性能時のJETとITERの両方において排気負荷を改善するために必要とされるものである。注目は、最も堅牢な全炭素(all-C)性能をもたらす、2.5 MA、q95 ≈ 3.5における共通の高三角形度、シングルヌル・ダイバータ配位に焦点が当てられている。代替ライニング間の対照的な結果は、まず第一にシードなしプラズマにおいて見出される。この場合、ITER類似壁(ILW)では純度が向上し固有放射が低減する一方、規格化エネルギー閉じ込めは全炭素(all-C)対応物より約30%低く、これはそれに相応して低い(電子)ペデスタル温度に起因する。ダイバータリサイクリングも根本的に変化し、ELM時にはより遅い、内外非対称な過渡現象が生じ、その間に自発振動が発生する。第二に、窒素シードはILWにおいて全炭素(all-C)の経験とは逆の応答を誘発し、プラズマ密度を上昇させ、ELM周波数を低下させ、とりわけ(電子)ペデスタル圧力、ひいては全体の閉じ込めをほぼ以前の水準まで回復させる傾向がある。これにより、ペデスタルの安定性とダイナミクスにおける軽不純物のこれまで認識されていなかった役割が示唆される。第三に、ELM間のダイバータ外側ターゲットへの熱負荷は、両方の壁環境においてNの放射冷却効果とELM周波数効果に比例して低減されるが、より驚くべきことに、ILWではELMによって排出される平均パワーも同じ割合で減少する。過渡現象間のデタッチメントが同時に促進される。最後に、ILWダイバータにおけるELM間W源はN投入とともに減少する傾向があるが、粒子閉じ込めの増加に起因する可能性のあるコア部の蓄積により、依然として全炭素(all-C)プラズマよりも著しく定常性に劣る状態となる。ILW Hモードのこの限界は、JETにおけるD–T実験およびITERにおける「ベースライン」運転に適した完全統合シナリオに向けた進展を継続するため、今後のキャンペーンで再び取り組まれる予定である。全炭素(all-C)とILWの状況間における挙動の多様な変化は、境界条件と固有不純物がトカマクプラズマ状態に及ぼす強い影響を本質的に実証している。