The H-mode pedestal, ELMs and TF ripple effects in JT-60U/JET dimensionless identity experiments

JETとJT-60Uの無次元一致実験におけるHモードペデスタル,ELMとトロイダル磁場リップルの影響

Saibene, G.*; 大山 直幸; Lnnroth, J.*; Andrew, Y.*; la Luna, E. de.*; Giroud, C.*; Huysmans, G. T. A.*; 鎌田 裕; Kempenaars, M. A. H.*; Loarte, A.*; McDonald, D.*; Nave, M. F. F.*; Meiggs, A.*; Parail, V.*; Sartori, R.*; Sharapov, S.*; Stober, J.*; 鈴木 隆博; 武智 学; 東井 和夫*; 浦野 創

Saibene, G.*; Oyama, Naoyuki; Lnnroth, J.*; Andrew, Y.*; la Luna, E. de.*; Giroud, C.*; Huysmans, G. T. A.*; Kamada, Yutaka; Kempenaars, M. A. H.*; Loarte, A.*; McDonald, D.*; Nave, M. F. F.*; Meiggs, A.*; Parail, V.*; Sartori, R.*; Sharapov, S.*; Stober, J.*; Suzuki, Takahiro; Takechi, Manabu; Toi, Kazuo*; Urano, Hajime

JETとJT-60Uにおいて、プラズマ形状を一致させてプラズマの比較を行う実験を行った。この配位は、安全係数,非円形度,三角度,小半径が両装置でほぼ等しく、大半径はJT-60Uの方が15%大きい。このとき、無次元パラメータが両装置で一致するためには、同じペデスタル密度のプラズマに対してJT-60Uのペデスタル温度が約20%高いことが要求されるがJT-60Uのペデスタル圧力はJETより低い値に留まった。両装置で大きく異なっているものがトロイダル磁場リップルとトロイダル回転速度であることに着目し、JETでは接線方向のNBIの代わりに垂直入射NBIもしくはICRHを使用した実験を、JT-60Uでは垂直NBIの代わりに負イオン源を用いたCO方向NBIを用いた実験を行った。その結果、JETではペデスタル圧力が低下し、JT-60Uではペデスタル圧力の上昇が観測された。JT-60Uではペデスタル圧力の上昇と同時にELMの周波数や振幅,圧力勾配も変わっている。ペデスタル圧力の改善は見られたが、プラズマ全体の閉じ込めは依然としてJETよりも低く、コアプラズマの性能は別の機構により制限されていると思われる。

This paper summarizes results of dimensionless identity experiments in JT-60U and JET, aimed at the comparison of the H-mode pedestal and ELM behaviour in the two devices. In general, pedestal pressure in JT-60U is lower than in JET. These results motivated a closer investigation of experimental conditions in the two devices, to identify possible "hidden" physics that prevents obtaining a good match of pedestal values over a large range of plasmas parameters. Ripple-induced ion losses of the medium bore plasma used in JT-60U for the similarity experiments are identified as the main difference with JET. The magnitude of the JT-60U ripple losses is sufficient to induce counter-toroidal rotation in co-injected plasma. The influence of ripple losses was demonstrated at high q plasma: reducing ripple losses by 2 by replacing positive with negative neutral beam injection resulted in an increased pedestal pressure in JT-60U, providing a good match to full power JET H-modes.