Edge localized mode (ELM) pacing via vertical plasma oscillations or jogging has been successfully demonstrated on DIII-D. Rapid vertical movement of the plasma toward the X-point has been shown to effectively trigger ELMs. By vertically oscillating the plasma at a rate of 10 Hz, the ELM frequency increased from 5 Hz, the natural ELM frequency in similar DIII-D discharges, to 20 Hz. Downward jogs have been observed to trigger multiple ELMs in one cycle. ELMs triggered at higher than natural frequencies lead to smaller decreases in stored energy, from 8% to as little as below 1%. As a consequence, the peak heat flux to the divertor has been observed to be reduced by a factor of 2. In addition, a reduction in the carbon impurity concentration has been observed. During downward jogs in the lower single null (LSN) configuration, the X-point movement is slower and smaller than the top of the plasma. As a result, a reduction in the plasma cross-section and hence volume has been observed. To understand the mechanism of ELM triggering by jogging, a toy model of the edge toroidal current has been built and tested with DIII-D experiment data. The experimental data and model suggest that when the plasma moves down toward the X-point, a net positive toroidal current is locally induced in the edge region. ELITE stability analysis suggests that this current pushes the plasma state across the peeling side of the peeling–ballooning stability boundary into the unstable region triggering ELMs.
周辺局在モード(ELM)のペーシングを、垂直プラズマ振動またはジョギングによって行う手法が、DIII-Dにおいて実証に成功した。X点に向かうプラズマの急速な垂直移動が、ELMを効果的にトリガーすることが示された。プラズマを10 Hzの速度で垂直に振動させることにより、ELM周波数は、同様のDIII-D放電における自然ELM周波数である5 Hzから20 Hzへと増加した。下向きのジョグは、1サイクル中に複数のELMをトリガーすることが観察された。自然周波数よりも高い周波数でトリガーされたELMは、蓄積エネルギーの減少を8%から1%未満まで小さくする。その結果、ダイバータへのピーク熱流束が2分の1に低減されることが観察された。さらに、炭素不純物濃度の低減も観察された。下部シングルヌル(LSN)配位における下向きジョグ中、X点の移動はプラズマ上部よりも遅く、かつ小さい。その結果、プラズマ断面積、ひいては体積の減少が観察された。ジョギングによるELMトリガーのメカニズムを理解するために、エッジ領域のトロイダル電流のトイモデルが構築され、DIII-Dの実験データを用いて検証された。実験データとモデルは、プラズマがX点に向かって下方に移動するとき、正味の正のトロイダル電流がエッジ領域に局所的に誘起されることを示唆している。ELITE安定性解析は、この電流がプラズマ状態をピーリング・バルーニング安定性境界のピーリング側を横切って不安定領域へと押しやり、ELMをトリガーすることを示唆している。