The detailed characteristics of the precursor of the type I edge localized mode (ELM) have been studied in JT-60U using diagnostics with high temporal and spatial resolution such as a microwave reflectometer, electron cyclotron emission (ECE) heterodyne radiometer and grating polychromator. Coherent density and temperature precursors have been observed before the collapse phase of type I ELM. The growth rate of the precursor is evaluated to be γ/ωA ∼ 10−3 for several edge pedestal conditions. From the phase delay between ECE signals measured at two toroidal locations and the frequency of the precursor, the toroidal mode number is experimentally evaluated as n = 8–10 or 14–16 assuming that the precursor rotates toroidally with the same toroidal rotation speed of carbon impurity. It is found that the dominant n varies with each ELM under the same plasma condition. The ratio of the pressure gradient inside the pedestal (∇pin) to the pressure gradient within the pedestal (∇pped) has been confirmed as an important parameter in determining the ELM energy loss (ΔWELM) normalized to the pedestal stored energy (Wped), ΔWELM/Wped. From the comparison of the reduction rate in the ion temperature profile due to ELMs, a larger reduction rate within the pedestal and a wider ELM affected area are observed in the plasma with larger ∇pin/∇pped. When the plasma near the top of the pedestal on the high-field side is heated by an electron cyclotron wave (ECW) power of 1.57 MW, the ΔWELM/Wped is reduced by ∼35%, together with an increase in the ELM frequency. The increasing rate of the ELM frequency with the heating power is about four times larger in the ECW injection case than the natural power dependence observed in the neutral beam injection case.
タイプI周辺局在モード (ELM) の前駆振動の詳細な特性が、マイクロ波反射計、電子サイクロトロン放射 (ECE) ヘテロダイン放射計、グレーティングポリクロメータなどの高い時間・空間分解能を持つ診断装置を用いてJT-60Uで研究された。コヒーレントな密度および温度前駆振動が、タイプI ELMの崩壊位相の前に観測された。前駆振動の成長率は、いくつかの周辺ペデスタル条件に対してγ/ωA ∼ 10−3と評価された。2つのトロイダル位置で測定されたECE信号間の位相遅れと前駆振動の周波数から、前駆振動が炭素不純物のトロイダル回転速度と同じトロイダル回転速度でトロイダル方向に回転すると仮定して、トロイダルモード数は実験的にn = 8–10または14–16と評価された。支配的なnは同じプラズマ条件でもELMごとに変化することが見出された。ペデスタルより内側の圧力勾配 (∇pin) とペデスタル内の圧力勾配 (∇pped) の比は、ペデスタル蓄積エネルギー (Wped) で規格化されたELMエネルギー損失 (ΔWELM)、ΔWELM/Wped を決定する重要なパラメータであることが確認された。ELMによるイオン温度分布の減少率の比較から、より大きな∇pin/∇ppedを持つプラズマでは、ペデスタル内でのより大きな減少率と、より広いELM影響領域が観測された。高磁場側のペデスタル上部付近のプラズマを1.57 MWの電子サイクロトロン波 (ECW) パワーで加熱すると、ΔWELM/Wped は約35%減少し、それに伴ってELM周波数が増加する。加熱パワーに対するELM周波数の増加率は、中性粒子ビーム入射の場合に観測される自然なパワー依存性よりも、ECW入射の場合の方が約4倍大きい。