Mechanisms of plasma rotation effects on the stability of type-I edge-localized mode in tokamaks

トカマクプラズマにおけるtype-I ELMに対するプラズマ回転の影響の物理機構に関する数値解析

相羽 信行; 古川 勝*; 廣田 真; 大山 直幸; 小島 有志; 徳田 伸二*; 矢木 雅敏

Aiba, Nobuyuki; Furukawa, Masaru*; Hirota, Makoto; Oyama, Naoyuki; Kojima, Atsushi; Tokuda, Shinji*; Yagi, Masatoshi

トカマクプラズマにおいて、トロイダル回転を考慮した線形理想MHD安定性を行い、大振幅エッジローカライズモード(ELM)の原因である周辺局在MHDモードは回転シアを持つトロイダル回転によって不安定化することを明らかにした。特に、ELMに対して重要と考えられる中間波長MHDモードの安定性は、この不安定化機構と回転シアによる局所的なドップラーシフトから生じる安定化との兼ね合いで決まっていることを示した。これらの理解の元に、JT-60Uプラズマにおけるtype-I ELMy H-modeプラズマの数値実験解析を行い、プラズマ回転によりELMの性質が変化している放電の比較から、プラズマ回転によるMHDモードの不安定化が重要な役割を果たしていることを明らかにした。

We investigate numerically the destabilizing effect of a toroidal rotation on the edge localized MHD mode, which induces the large amplitude edge localized mode (ELM). As the results of this analysis, we reveal that the toroidal rotation with shear can destabilize this MHD mode, and the destabilization is caused by the difference between the plasma rotation frequency and the frequency of the unstable mode. Based on these results, we investigate numerically the stability of JT-60U type-I ELMy H-mode plasmas, and show that the toroidal rotation plays an important role for making the difference of ELM behavior observed in JT-60U plasmas with different plasma rotation profiles.