The first results of investigation of edge localized modes (ELMs) in the Globus-M2 tokamak using the Doppler backscattering method are presented in this paper. Specifically, ELMs that are initiated by sawtooth crashes in the H-mode are discussed. The goal of this paper is study plasma turbulence behaviour during ELMs and to showcase what ELM characteristics can be obtained using Doppler backscattering (DBS). An increase of the poloidal rotation velocity during an ELM burst and a decrease in the inter-ELM periods was observed. The effect of ELMs on the plasma turbulence was investigated and estimated to span around 6 cm inside the separatrix. This is to do with the fact that the sawtooth crashes which are responsible for initiating the ELMs take place in the core plasma. Additional experiments with standard reflectometry indicate that ELMs develop 3 cm inside the separatrix where the pedestal region is believed to be in Globus-M2. The direction of the expansion of the ELMs from the inner plasma region to the edge was determined and the velocity was estimated to be around 8 km s−1. During a single ELM burst a series of filament structures were found in the peripheral DBS channels. In an attempt to understand the processes involved modelling of the reaction of the DBS signals to filaments was done using the BOUT ++ and IPF-FD3D full-wave codes, and the cases for both linear and nonlinear scattering were considered. The results show that the presence of nonlinear scattering during ELMs can lead to an overestimation of the measured velocity values in the region of filament existence near the separatrix.
本論文では、ドップラー後方散乱法を用いたGlobus-M2トカマクにおける周辺局在モード(ELMs)の調査の最初の結果を提示する。具体的には、Hモードにおいて鋸歯状クラッシュによって引き起こされるELMsについて議論する。本論文の目的は、ELMs中のプラズマ乱流の挙動を研究し、ドップラー後方散乱(DBS)を用いてどのようなELM特性が得られるかを示すことである。ELMバースト中にポロイダル回転速度の増加と、ELM間期間の減少が観測された。ELMsがプラズマ乱流に及ぼす影響が調査され、その影響はセパラトリックスの内側約6cmに及ぶと推定された。これは、ELMsの引き金となる鋸歯状クラッシュがコアプラズマで発生するという事実に関係している。標準的な反射測定を用いた追加実験は、ELMsがセパラトリックス内側の3cmで発達することを示しており、そこはGlobus-M2においてペデスタル領域であると考えられている。ELMsの内側プラズマ領域から周辺部への膨張方向が決定され、その速度は約8 km s−1と推定された。単一のELMバースト中に、周辺DBSチャンネルにおいて一連のフィラメント構造が見つかった。関連するプロセスを理解するために、DBS信号のフィラメントへの反応のモデリングがBOUT++およびIPF-FD3Dフルウェーブコードを用いて行われ、線形および非線形散乱の両方の場合が考慮された。結果は、ELMs中の非線形散乱の存在が、セパラトリックス近傍のフィラメント存在領域における測定速度値の過大評価につながり得ることを示している。