Pace making of the edge-localized modes (ELMs) by low-hybrid-wave (LHW) power modulation has been observed in the EAST superconducting tokamak when the modulation frequency is sufficiently close to the natural-ELM frequency, i.e. within ±30%fELM. The highest pace-making frequency obtained so far is 120 Hz. The ELM triggering is typically delayed by 1–2 ms relative to the LHW power rising edge, during which the pedestal profiles evolve. The mechanism of the synchronized triggering of ELMs was found due to the LHW-induced pedestal density pumpout. A previous study indicates that LHW generates field-aligned helical current filaments in the scrape-off layer (SOL) (Liang et al 2013 Phys. Rev. Lett. 110 235002), which produces three- dimensional (3D) magnetic topology change at the plasma edge similar to the effect of the resonant magnetic perturbations. The observed pedestal density pumpout, local flattening of the density gradient near the separatrix and steepening near the pedestal top may be induced by the 3D effect. Pedestal linear stability analysis using ELITE code indicates that the pedestal is approaching the peeling-ballooning stability boundary as the profile is getting steep near the pedestal top until the ELM is triggered. The power threshold for the ELM pacing with 2.45 GHz LHW is ∼1 MW.
ELMのペーシングは、EAST超伝導トカマクにおいて、低混成波(LHW)パワー変調により、変調周波数が自然ELM周波数に十分近い場合、すなわち±30%fELM以内で観測された。これまでに得られた最高のペーシング周波数は120Hzである。ELMトリガリングは、LHWパワーの立ち上がりエッジに対して典型的に1〜2ms遅延し、その間にペデスタルプロファイルが発展する。ELMの同期トリガリングのメカニズムは、LHW誘起によるペデスタル密度ポンプアウトに起因することが見出された。先行研究(Liang et al 2013 Phys. Rev. Lett. 110 235002)は、LHWがスクレイプオフ層(SOL)において磁場に沿った螺旋状電流フィラメントを生成し、これが共鳴磁場摂動の効果と類似したプラズマ周辺部の3次元(3D)磁場トポロジー変化を生じさせることを示している。観測されたペデスタル密度ポンプアウト、セパラトリックス近傍での密度勾配の局所的平坦化、およびペデスタル頂部近傍での勾配の急峻化は、この3D効果によって誘起される可能性がある。ELITEコードを用いたペデスタル線形安定性解析は、ELMがトリガリングされるまでペデスタル頂部近傍でプロファイルが急峻化するにつれて、ペデスタルがペデスタル-バルーニング安定性境界に近づいていることを示している。2.45GHzのLHWを用いたELMペーシングのパワー閾値は約1MWである。