Recently in the National Spherical Torus Experiment (NSTX), increasing lithium wall coatings suppressed edge localized modes (ELMs), gradually but not quite monotonically. This work details profile and stability analysis as ELMs disappeared throughout the lithium scan. While the quantity of lithium deposited between discharges did not uniquely determine the presence of ELMs, profile analysis demonstrated that lithium was correlated with wider density and pressure pedestals with peak gradients farther from the separatrix. Moreover, the ELMy and ELM-free discharges were cleanly separated by their density and pedestal widths and peak gradient locations. Ultimately, ELMs were only suppressed when lithium caused the density pedestal to widen and shift inward. These changes in the density gradient were directly reflected in the pressure gradient and calculated bootstrap current. This supports the theory that ELMs in NSTX are caused by peeling and/or ballooning modes, as kink/peeling modes are stabilized when the edge current and pressure gradient shift away from the separatrix. Edge stability analysis using ELITE corroborated this picture, as reconstructed equilibria from ELM-free discharges were generally farther from their kink/peeling stability boundaries than ELMy discharges. We conclude that density profile control provided by lithium is the key first step to ELM suppression in NSTX.
最近、ナショナル・スフェリカル・トーラス実験（NSTX）において、リチウム壁コーティングの増加により、周辺局在モード（ELM）が徐々に、しかし完全に単調ではない形で抑制された。本稿では、リチウム走査全体を通じてELMが消失する際のプロファイル解析と安定性解析の詳細を述べる。放電間に堆積したリチウムの量はELMの存在を一意に決定するものではなかったが、プロファイル解析により、リチウムはより広い密度ペデスタルと、セパラトリックスからより遠い位置にあるピーク勾配と相関することが実証された。さらに、ELMを伴う放電とELMを含まない放電は、その密度とペデスタル幅、およびピーク勾配の位置によって明確に分離された。最終的に、ELMはリチウムが密度ペデスタルを拡大し、内側へシフトさせた場合にのみ抑制された。密度勾配のこれらの変化は、圧力勾配および計算されたブートストラップ電流に直接反映された。これは、NSTXにおけるELMがピーリングモードおよび/またはバルーニングモードによって引き起こされるという理論を支持するものであり、エッジ電流と圧力勾配がセパラトリックスから離れる方向へシフトすると、キンク/ピーリングモードが安定化されるためである。ELITEを用いたエッジ安定性解析はこの描像を裏付けており、ELMを含まない放電から再構築された平衡状態は、ELMを伴う放電のものよりも一般にキンク/ピーリング安定性境界から遠かった。我々は、リチウムによる密度プロファイル制御がNSTXにおけるELM抑制への第一の鍵となるステップであると結論付ける。