A window for quiescent H-mode (QH-mode) operation in DIII-D plasmas in the diagram of pedestal magnetohydrodynamic (MHD) stability was identified through linear MHD stability analysis, accounting for the effects of plasma rotation and ion diamagnetic drift. The operation window lies between the stability boundaries of the kink/peeling mode (K/PM) identified with and without the inclusion of plasma rotation effects. In this region, the mode remains unstable unless rotation effects are considered alongside the ion diamagnetic drift, which is consistently included in the analysis. The stabilization of the MHD mode, facilitated by the coupled effects of plasma rotation and ion diamagnetic drift, plays a crucial role in widening the window, enabling the attainment of the QH-mode state. Furthermore, the suppression of edge localized modes (ELM) can be achieved by controlling the pedestal structure to ensure the plasma state remains within the operation window. The location of the operation window in the stability diagram depends on the K/PM stability properties. Therefore, optimizing conditions for QH-mode requires adjustments based on changes in stability characteristics. A pressure pedestal and its associated bootstrap current density near the last closed flux surface are advantageous for situating the plasma state within the window. However, excessive current density can trigger ELMs. This trend was confirmed through comparisons of MHD stability diagrams between QH-mode and ELMy H-mode plasmas.
DIII-Dプラズマにおける静穏Hモード(QHモード)動作のための窓が、ペデスタルの電磁流体力学(MHD)安定性ダイアグラム中に、プラズマ回転とイオン反磁性ドリフトの効果を考慮した線形MHD安定性解析によって同定された。その動作窓は、プラズマ回転効果を含めた場合と含めない場合でそれぞれ同定されたキンク/ピーリングモード(K/PM)の安定性境界の間に位置する。この領域では、解析に一貫して含まれるイオン反磁性ドリフトに加えて回転効果を考慮しない限り、モードは不安定のままである。プラズマ回転とイオン反磁性ドリフトの連成効果によって促進されるMHDモードの安定化は、窓を広げ、QHモード状態の達成を可能にする上で重要な役割を果たす。さらに、周辺局在モード(ELM)の抑制は、プラズマ状態が動作窓内に留まるようにペデスタル構造を制御することによって達成できる。安定性ダイアグラム中での動作窓の位置は、K/PMの安定性特性に依存する。したがって、QHモードの条件を最適化するには、安定性特性の変化に基づく調整が必要である。最後の閉磁気面近傍の圧力ペデスタルとそれに伴うブートストラップ電流密度は、プラズマ状態を窓内に位置付けるのに有利である。しかし、過剰な電流密度はELMを引き起こし得る。この傾向は、QHモードプラズマとELMy Hモードプラズマとの間のMHD安定性ダイアグラムの比較を通じて確認された。