Experiments in DIII-D show that a particle source location inside the top of the H-mode pedestal (pellets) maintains a higher pedestal pressure than an edge source (gas fueling) through a widening of the electron temperature pedestal with reduction of the temperature gradient. The effect of these two fueling schemes on the H-mode pedestal structure was examined in DIII-D by comparing controlled pellet-fueled and gas-fueled discharges across a fueling scan up to 40 torr l s−1. High resolution electron profiles reveal that gas fueling lowers the pedestal pressure as the density profile shifts radially outwards and the separatrix density increases, while pellet fueling maintains a constant pedestal pressure. The neutral source locations from pellets and gas are determined with the PELLET and UEDGE codes, respectively, and quantify the particle source localization. Pellets provide significant ionization inside the pedestal top while gas puffing localizes ionization in the scrape-off-layer and pedestal foot, broadly consistent with the density profile structure influenced by the source. ELMs are observed to increase in frequency and reduce impurity content as fueling is increased. Stability analysis with ELITE shows that both conditions are near the type-I ELM corner of the peeling–ballooning stability diagram, which is altered significantly by the introduction of pellets. Since transport mechanisms are not observed to change substantially with particle source location, wider pedestals allow the pellet-fueled discharges to retain higher pedestal temperatures at similar pedestal densities. EPED1 is tested to capture the pedestal pressure, under-predicting the height with pellets and over-predicting the height with gas by ∼15%. These results have important implications for future reactors where pellet fueling will be the primary particle source due to an opaque scrape-off-layer by showing that the neutral source location plays a role in setting the structure of the H-mode pedestal.
DIII-Dにおける実験により、Hモードペデスタル上部内側への粒子源位置(ペレット)は、電子温度ペデスタルの幅の拡大と温度勾配の低減を通じて、端部粒子源(ガス燃料供給)よりも高いペデスタル圧力を維持することが示された。これら2つの燃料供給方式がHモードペデスタル構造に及ぼす影響は、40 torr l s−1までの燃料供給スキャンにわたって、制御されたペレット燃料供給及びガス燃料供給の放電を比較することによりDIII-Dで調べられた。高分解能電子プロファイルは、密度プロファイルが径方向外側にシフトしセパラトリックス密度が増加するにつれて、ガス燃料供給がペデスタル圧力を低下させる一方、ペレット燃料供給はペデスタル圧力を一定に維持することを明らかにした。ペレットとガスからの中性粒子源位置は、それぞれPELLETコードとUEDGEコードにより決定され、粒子源の局在性が定量化された。ペレットはペデスタル上部内部で有意な電離を提供する一方、ガス噴射はスクレイプオフ層とペデスタル裾部で電離を局在化させ、これは粒子源によって影響を受ける密度プロファイル構造と概ね一致する。ELMは、燃料供給が増加するにつれて周波数が増加し、不純物含有量が減少することが観測された。ELITEによる安定性解析は、両条件がピーリング–バルーニング安定性ダイアグラムのタイプI ELMコーナー近傍にあり、ペレットの導入によりそのコーナーが有意に変化することを示す。輸送機構は粒子源位置によって実質的に変化しないことが観測されるため、より広いペデスタルにより、ペレット燃料供給の放電は同様のペデスタル密度でより高いペデスタル温度を維持できる。EPED1はペデスタル圧力を捕捉するかどうか検証され、ペレットでは高さを過小予測し、ガスでは高さを約15%過大予測する。これらの結果は、スクレイプオフ層が不透明であるためにペレット燃料供給が主要な粒子源となる将来の炉において、中性粒子源位置がHモードペデスタルの構造決定に役割を果たすことを示すことで、重要な含意を持つ。