The effect of neutral gas puffing in ELMy H-mode plasmas is studied using integrated predictive transport modelling, which is needed because of the strong link between the plasma core, the edge transport barrier and the scrape-off layer. Self-consistent results are obtained by coupling the one-dimensional core transport code JETTO with the two-dimensional edge code EDGE2D. In addition, magnetohydrodynamic (MHD) stability analysis is performed on the output of the transport simulations. The results of the MHD stability analysis is used to adjust MHD stability limits in the transport modelling, so that there is a feedback loop between the transport codes and the MHD stability codes. It is shown that strong gas puffing causes a sequence of causalities involving edge density, collisionality, bootstrap current, total edge current and magnetic shear, eventually triggering a transition from second to first ideal (or resistive) n = ∞ ballooning stability. Qualitatively, the transition from second to first ballooning stability resembles the experimentally observed transition from type I to type III ELMy H-mode with the accompanying increase in ELM frequency and deterioration of plasma confinement.
ELMy Hモードプラズマにおける中性ガス入射の効果を、統合予測輸送モデリングを用いて研究する。これは、プラズマコア、周辺輸送障壁、スクレイプオフ層の間の強い関連性のために必要である。一次元コア輸送コードJETTOと二次元周辺コードEDGE2Dを結合することにより、自己無撞着な結果が得られる。さらに、輸送シミュレーションの出力に対して磁気流体力学(MHD)安定性解析が実行される。MHD安定性解析の結果は、輸送モデリングにおけるMHD安定性限界を調整するために使用され、これにより輸送コードとMHD安定性コードの間にフィードバックループが存在する。強いガス入射が、周辺密度、衝突頻度、ブートストラップ電流、全周辺電流、磁気シアに関する一連の因果関係を引き起こし、最終的に理想(または抵抗性)n = ∞バルーニング安定性の第二種から第一種への遷移を誘発することが示される。定性的には、第二種から第一種バルーニング安定性への遷移は、ELM周波数の増加とプラズマ閉じ込めの劣化を伴う、実験的に観測されるタイプIからタイプIII ELMy Hモードへの遷移に類似している。