Fast dynamics of type I and grassy ELMs in JT-60U

JT-60UにおけるType IとGrassy ELMのダイナミクス

小島 有志; 大山 直幸; 坂本 宜照; 鎌田 裕; 浦野 創; 神谷 健作; 藤田 隆明; 久保 博孝; 相羽 信行; JT-60チーム

Kojima, Atsushi; Oyama, Naoyuki; Sakamoto, Yoshiteru; Kamada, Yutaka; Urano, Hajime; Kamiya, Kensaku; Fujita, Takaaki; Kubo, Hirotaka; Aiba, Nobuyuki; JT-60 Team

本論文は、ITERにおけるダイバータ設計の大きな問題となっているELMによる熱負荷をELM制御によって低減するための物理研究の成果である。新たにプラズマ周辺部の電子密度及びイオン温度を高時間・空間分解能を有する計測器を開発し、その実験結果からトロイダル回転によるELMの変化を観測した。本計測によりELMサイクル中の圧力分布が初めて詳細に観測でき、プラズマ回転をプラズマ電流と逆方向にすることによりtype I ELMによる密度崩壊が小さくなることを示し、その原因がプラズマ周辺部の圧力勾配の違いであることを示した。また、grassy ELMによる密度崩壊現象の観測に成功し、grassy ELMではtype I ELMよりも密度崩壊が小さいことを明らかにした。

In order to understand the physics of the ELM trigger and determining the ELM size, the fast ELM dynamics of type I and grassy ELMs have been studied in JT-60U, using new fast diagnostics with high spatial and temporal resolutions. The evolution of the ion pressure profile in the pedestal region is evaluated for the first time by detailed edge profile measurements. Type I ELMs observed in co-rotating plasmas exhibited larger and wider ELM affected area than ctr-rotating plasmas. Just before type I ELM crash, the pedestal ion pressure and its maximum gradient in co-rotating plasmas are 20% and 12% higher than those in ctr-rotating plasmas, respectively. It is found that the radial extent of the ion pressure gradient at the pedestal region in co-rotating plasmas is 14% wider than that in ctr-rotating plasmas. The experimental results suggest that the ELM size is determined by the structure of the plasma pressure in the whole pedestal region.