The energy loss due to an edge localized mode (ELM) crash and its cycle have been studied by using an integrated core transport code with a stability code for peeling–ballooning modes and a transport model of scrape-off-layer (SOL) and divertor plasmas. The integrated code reproduces a series of ELMs with the following characteristics. The ELM energy loss increases with decreasing collisionality and the ELM frequency increases linearly with the input power, as seen in experiments of type-I ELMs. A transport model with the neoclassical transport in the pedestal connected to the SOL parallel transport reproduces a lowered inter-ELM transport in the case of low collisionality so that the ELM loss power is enhanced as observed in experiments. The inter-ELM energy confinement time evaluated from simulation results agrees with the scaling based on the JT-60U data. The steep pressure gradient in the core just beyond the pedestal top, desirable for improved H-mode plasmas with the HH98y2 factor above unity, is found to enhance the ELM energy loss and reduce the ELM frequency so that the ELM loss power remains constant. The steep pressure gradient in the core beyond the pedestal top broadens eigenfunction profiles of unstable modes and possibly induces subsequent instabilities. In the subsequent instabilities, when a large energy is transported to the vicinity of the separatrix by the instabilities, a subsequent instability arises near the separatrix and makes an additional loss.
エッジ局在モード（ELM）クラッシュによるエネルギー損失とそのサイクルを、ペデスタルにおける新古典輸送とスクレイプオフ層（SOL）およびダイバータプラズマの輸送モデルを結合した統合コードと、ピーリング・バルーニングモードの安定性コードを用いて研究した。統合コードは、以下の特徴を持つ一連のELMを再現する。ELMエネルギー損失は衝突度の低下とともに増加し、ELM周波数は入力パワーとともに線形に増加する。これはタイプI ELMの実験で観測される傾向と一致する。ペデスタルにおける新古典輸送とSOL並行輸送を結合した輸送モデルは、低衝突度の場合にELM間輸送を低下させ、その結果ELM損失パワーが増強される。これも実験で観測される傾向と一致する。シミュレーション結果から評価されたELM間エネルギー閉じ込め時間は、JT-60Uデータに基づくスケーリング則と一致する。ペデスタル頂部を超えたコア領域の急峻な圧力勾配は、HH98y2係数が1を超える改善モードHモードプラズマにとって望ましいが、ELMエネルギー損失を増大させ、ELM周波数を低下させ、その結果ELM損失パワーは一定に保たれることが見出された。ペデスタル頂部を超えたコア領域の急峻な圧力勾配は、不安定モードの固有関数分布を広げ、その後の不安定性を誘発する可能性がある。その後の不安定性において、大きなエネルギーがセパラトリクス近傍に輸送されると、セパラトリクス近傍で後続の不安定性が発生し、追加の損失が生じる。