Numerical analysis of a toroidal rotation effect on the type-I ELM in JT-60U

JT-60Uにおけるtype-I ELMに対するプラズマ回転の影響の数値解析

相羽 信行; 大山 直幸; 小島 有志; 徳田 伸二*

Aiba, Nobuyuki; Oyama, Naoyuki; Kojima, Atsushi; Tokuda, Shinji*

JT-60Uにおける実験で観測されている"プラズマの回転周波数とELMの発生周波数との相関"を引き起こす物理機構を解明するため、JT-60Uにおいて回転分布の異なる2つのtype-I ELMが発生している放電の数値安定性解析を行った。その結果、プラズマ電流と同じ方向に回転しているプラズマでは回転の影響を考慮しなくても周辺MHDモードが不安定になり得る状態であるが、逆方向に回転しているプラズマは実験的にtype-I ELMの発生しているプラズマにもかかわらずMHDモードに対して安定な状態であることがわかった。そこで、この逆方向に回転しているプラズマにおいて"プラズマ回転の影響"を考慮した安定性解析を行い、その結果この平衡も不安定になり得る状態になることを明らかにした。この結果は、プラズマ回転がELMの発生条件に影響を与えるパラメータであり、前述の"ELM発生周波数"に影響を与えうることを数値的にも示したものである。

Effect of the toroidal rotation on the type-I edge localized mode in JT-60U is investigated numerically. As the result of the numerical analysis, it is confirmed that the plasma rotating experimentally in the co-direction to the plasma current is approximately on the stability boundary of the MHD mode even when the rotation is neglected. However, the plasma rotating in the counter-direction is far from the stability boundary under the static assumption. Since both plasmas have the type-I ELM, the edge MHD stability is reassessed with the toroidal rotation effect. This stability analysis clarifies that the rotation of this counter rotating plasma can destabilize the edge localized MHD mode, and can explain the difference of the equilibrium profiles just before the ELM and between the co-rotating and the counter-rotating plasmas.