We present linear simulations of a Wide Pedestal QH (WPQH)-mode DIII-D plasma with the NIMROD code to address the role of ion multispecies collisionality on WPQH-modes. We use a full extended-MHD model that captures Alfvénic and magnetoacoustic waves, including two-fluid, ion gyroviscosity and cross heat flux. We show that two-fluid and ion gyroviscous effects destabilize electron-directed peeling–ballooning modes in the pedestal. The linear growth rates of the modes decrease when carbon (C) is added to a deuterium plasma because the multispecies collisional effects increase the plasma resistivity. When replacing C with tungsten (W), the multispecies collisional effects increase the resistivity further, as well as the stabilizing effect on the instabilities. The resistivity impact on mode stability is reversed when both two-fluid and ion gyroviscous effects are ignored, which is consistent with previous works, proving that multispecies collisional effects, together with two-fluid and ion gyroviscosity, should be considered to address the stability of plasmas with significant impurity content.
我々は、WPQHモードに対するイオン多種衝突性の役割を考察するために、NIMRODコードを用いたWide Pedestal QH (WPQH)モード DIII-Dプラズマの線形シミュレーションを提示する。我々は、アルフヴェン波と磁気音波を捕捉し、二流体、イオンジャイロ粘性、および交差熱流束を含む完全拡張MHDモデルを用いる。我々は、二流体およびイオンジャイロ粘性効果がペデスタルにおける電子方向のピーリング–バルーニングモードを不安定化させることを示す。炭素(C)を重水素プラズマに添加すると、モードの線形成長率は減少する。なぜなら、多種衝突効果がプラズマ抵抗率を増加させるからである。Cをタングステン(W)に置き換えると、多種衝突効果は抵抗率をさらに増加させ、不安定性に対する安定化効果も増加させる。二流体とイオンジャイロ粘性効果の両方を無視すると、抵抗率がモード安定性に与える影響は逆転する。これは先行研究と一致しており、多種衝突効果は二流体およびイオンジャイロ粘性とともに、有意な不純物含有量を持つプラズマの安定性を考察するために考慮されるべきであることを証明している。