A highly reproducible spontaneous non-inductive low recycling no-ELM regime has been achieved in the EAST superconducting tokamak with the water-cooled tungsten divertor and molybdenum first wall. The salient feature is that after the L-H transition, emission intensity, divertor neutral pressure and the separatrix electron density all decrease, and the amplitude of ELMs decreases simultaneously until they disappear completely. This scenario exhibits a distinct density threshold, which is dependent on plasma current and wall condition. ELITE/NIMROD simulations indicate that the density at the foot of pedestal and ion diamagnetic effect may play a key role in the achievement of no-ELM operation; the low pedestal foot density might have a strong ion diamagnetic stabilizing effect, which can stabilize the medium-n and high-n Peeling-Ballooning modes. In order to achieve this low pedestal foot density condition, a number of techniques have been employed in EAST, i.e. through extensive lithium wall conditioning and active control of plasma configuration and strike point position. The low recycling no-ELM regime can be extended into a small ELMs regime by increasing the pedestal foot density to facilitate impurity control for long pulse operation, which has been demonstrated in EAST with a pulse length exceeding 101 s. Such a small ELMs regime provide a possible approach toward long-pulse steady-state H-mode operation in future devices.
高再現性の自発的非誘導低リサイクリング無ELMモードが、水冷タングステンダイバータとモリブデン第一壁を備えたEAST超伝導トカマクにおいて達成された。顕著な特徴は、L-H遷移後に、Dα発光強度、ダイバータ中性ガス圧、およびセパラトリックス電子密度がすべて減少し、同時にELMの振幅も完全に消滅するまで減少することである。このシナリオは明確な密度閾値を示し、これはプラズマ電流と壁状態に依存する。ELITE/NIMRODシミュレーションは、ペデスタル裾部の密度とイオン diamagnetic 効果が無ELM運転の達成に鍵となる役割を果たす可能性があることを示している。低ペデスタル裾部密度は強いイオン diamagnetic 安定化効果を持ち、中nおよび高nのPeeling-Ballooningモードを安定化できる可能性がある。この低ペデスタル裾部密度条件を達成するために、EASTでは多数の技術が採用されている。すなわち、大規模なリチウム壁調整とプラズマ配位およびストライク点位置の能動制御である。低リサイクリング無ELMモードは、ペデスタル裾部密度を増加させることにより小型ELMモードに拡張でき、長時間パルス運転のための不純物制御を容易にする。これはEASTにおいて101秒を超えるパルス長で実証されている。このような小型ELMモードは、将来の装置における長時間パルス定常Hモード運転への可能なアプローチを提供する。