KSTAR has clarified a set of unresolved 3D physics issues utilizing the ITER-like in-vessel, three-row, resonant magnetic perturbation (RMP) configurations. Since RMP-driven, edge-localized-modes (ELMs)-crash control elevates the divertor heat flux peak through its impact on edge plasma parameters and transport, a series of intentionally misaligned RMP configurations (IMCs) have been explored to investigate the relationship between RMP ELM control and divertor heat fluxes, while searching for an ideal IMC that could be favorable in both aspects. First of all, the contrasting influence of kink vs anti-kink phasing on the ELM-crash suppression has been articulated, demonstrating the synergistic benefit of 'kink' phasing on ELM-crash-suppression. On the other hand, the three-row IMC in the anti-kink phasing becomes more insensitive to the ELM-crashes at the sub-marginal level of RMP, consistent with theory. Meanwhile, the divertor 'wetted' area of ELM-crash-suppression gets narrower than that of ELM-crash-mitigation, suggesting that ELM-crash-mitigation remains advantageous over ELM-crash-suppression in terms of time-averaged divertor thermal loading. In comparison, based on a set of two-row IMCs, no evidence of divertor heat flux broadening was found during ELM-crash-suppression, supporting a hypothesis that the dispersal of the divertor heat flux in three-row IMCs cannot be driven by helically structured two-row RMPs alone. Among ITER-like three-rows, lower two-row RMPs have been found to be much more effective in suppressing the ELM-crashes than upper two-row RMPs. Although it is quite preliminary, the up/down asymmetric dependence of RMP coupling may be generically attributed to lower-single-null plasmas. Such a holistic understanding of RMP-driven, ELM-crash-control in KSTAR is expected not only to elucidate various subtle points in the vicinity of ELM-crash-suppression, but also to clarify the relevant divertor thermal loading issues for ITER and beyond.
KSTARは、ITER類似の真空容器内3列共鳴磁場摂動(RMP)配位を利用して、未解決の3次元物理問題の一連の解明を行った。RMP駆動の周辺局在モード(ELM)クラッシュ制御は、周辺プラズマパラメータと輸送への影響を通じてダイバータ熱流束ピークを上昇させるため、RMP-ELM制御とダイバータ熱流束の関係を調査するために、意図的に非整列なRMP配位(IMC)の一連を探求し、両方の観点で有利となる可能性のある理想的なIMCを探索した。まず、キンク位相とアンチキンク位相がELMクラッシュ抑制に及ぼす対照的な影響が明確にされ、「キンク」位相のELMクラッシュ抑制に対する相乗効果が実証された。一方、3列IMCのアンチキンク位相は、RMPのサブマージナルレベルでELMクラッシュに対してより鈍感になることが、理論と一致して示された。一方、ELMクラッシュ抑制時のダイバータ「濡れ」面積は、ELMクラッシュ緩和時よりも狭くなることがわかり、時間平均ダイバータ熱負荷の観点ではELMクラッシュ緩和がELMクラッシュ抑制よりも依然として有利であることが示唆された。比較として、2列IMCの一連に基づくと、ELMクラッシュ抑制中にダイバータ熱流束の広がりの証拠は見つからず、3列IMCにおけるダイバータ熱流束の分散は、らせん構造を持つ2列RMPのみでは駆動できないという仮説を支持するものである。ITER類似の3列のうち、下部2列RMPは上部2列RMPよりもELMクラッシュ抑制に非常に効果的であることが判明した。まだ予備的段階ではあるが、RMP結合の上下非対称依存性は、一般にシングルヌル配位プラズマに起因する可能性がある。KSTARにおけるRMP駆動ELMクラッシュ制御のこのような全体論的理解は、ELMクラッシュ抑制近傍の様々な微妙な点を解明するだけでなく、ITERおよびそれ以降の関連するダイバータ熱負荷問題を明確にすることが期待される。