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Progress and issues in understanding the physics of ELM dynamics, ELM mitigation, and ELM control

ELMのダイナミクス・低減・制御の物理に関する進展と課題

大山 直幸

Oyama, Naoyuki

本論文では、ITERにおける重要課題の1つになっているELMのダイナミクス・低減・制御に関する最新の研究成果をレビューする。ELMのダイナミクスに関しては、前兆振動,ペデスタル崩壊時のフィラメント構造,ELMにより失われるエネルギーのトロイダル回転依存性,周辺部安定性等に関する研究が進展した。ELMの低減に関しては、NSTX装置で観測されているtype V ELMの運転領域拡大,JT-60Uで観測されているGrassy ELMにおけるELM周波数とトロイダル回転の依存性,DIII-DやJT-60Uで観測されているQHモードのEHO発生とトロイダル回転の関係等に関する研究成果が報告されている。ELMの制御に関しては、ペレットや外部コイルを用いた能動的ELM制御についてITERへの適用性を議論した。ELMに関する3項目すべてにおいてトロイダル回転が重要なパラメータとなっており、ITERプラズマでのトロイダル回転の予測研究の重要性が高まった。

This paper reports progress and issues in physics understanding of dynamics, mitigation and control of ELMs, which have been recognized as one of the important issues in ITER. As for the ELM dynamics, studies of ELM precursor, filamentary structures during the collapse phase, dependence of ELM energy loss on the toroidal rotation and edge stability are progressed. In the small/no ELM regimes, expansion of the operational space toward low collisionality region has been achieved in type V ELM. In grassy ELM regime and QH-mode regime, ELM frequency dependence and EHO characteristics in term of edge rotation have been observed, respectively. As for the ELM control, the applicability of pellet pacing and external ELM control coils to ITER is discussed. Since the effect of toroidal rotation is now recognized as a fundamental parameter, the reliable prediction of edge rotation in ITER becomes more important.

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