Three-dimensional electromagnetic gyrofluid simulations of the ideal ballooning mode blowout scenario for tokamak edge localized modes are presented. Special emphasis is placed on diagnosis of the linear, overshoot, and decay phases. The saturation process is energy transfer to self-generated edge turbulence, which exhibits an ion temperature gradient mode structure. Convergence in the decay phase is found only if the spectrum reaches the ion gyroradius. The equilibrium is a self-consistent background whose evolution is taken into account. Approximately two-thirds of the total energy in the edge layer is liberated in the blowout. Parameter dependence with respect to plasma pressure and the ion gyroradius is studied. Despite the violent nature of the short-lived process, the transition to nonlinearity is very similar to that found in generic tokamak edge turbulence.

1.
H.
Zohm
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
38
,
105
(
1996
).
2.
J. W.
Connor
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
40
,
531
(
1998
).
3.
M.
Bécoulet
,
G.
Huysmans
,
Y.
Sarazin
,
X.
Garbet
,
Ph.
Ghendrih
,
F.
Rimini
,
E.
Joffrin
,
X.
Litaudon
,
P.
Monier-Garbet
,
J -M.
An
,
P.
Thomas
,
A.
Grosman
,
V.
Parail
,
H.
Wilson
,
P.
Lomas
,
P.
deVries
,
K. -D.
Zastrow
,
G. F.
Matthews
,
J.
Lonnroth
,
S.
Gerasimov
,
S.
Sharapov
,
M.
Gryaznevich
,
G.
Counsell
,
A.
Kirk
,
M.
Valovic
,
R.
Buttery
,
A.
Loarte
,
G.
Saibene
,
R.
Sartori
,
A.
Leonard
,
P.
Snyder
,
L. L.
Lao
,
P.
Gohil
,
T. E.
Evans
,
R. A.
Moyer
,
Y.
Kamada
,
A.
Chankin
,
N.
Oyama
,
T.
Hatae
,
N.
Asakura
,
O.
Tudisco
,
E.
Giovannozzi
,
F.
Crisanti
,
C. P.
Perez
,
H. R.
Koslowski
,
T.
Eich
,
A.
Sips
,
L.
Horton
,
A.
Hermann
,
P.
Lang
,
J.
Stober
,
W.
Suttrop
,
P.
Beyer
,
S.
Saarelma
, and
Contributors to JET-EFDA Workprogramme
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
45
,
A93
(
2003
).
5.
P. T.
Lang
,
J.
Neuhauser
,
L. D.
Horton
,
T.
Eich
,
L.
Fattorini
,
J. C.
Fuchs
,
O.
Gehre
,
A.
Herrmann
,
P.
Igncz
,
M.
Jakobi
,
S.
Klvin
,
M.
Kaufmann
,
G.
Kocsis
,
B.
Kurzan
,
C.
Maggi
,
M. E.
Manso
,
M.
Maraschek
,
V.
Mertens
,
A.
Mueck
,
H. D.
Murmann
,
R.
Neu
,
I.
Nunes
,
D.
Reich
,
M.
Reich
,
S.
Saarelma
,
W.
Sandmann
,
J.
Stober
,
U.
Vogl
, and
ASDEX Upgrade Team
,
Nucl. Fusion
43
,
1110
(
2003
).
6.
T. E.
Evans
,
R. A.
Moyer
,
K. H.
Burrell
,
M. E.
Fenstermacher
,
I.
Joseph
,
A. W.
Leonard
,
T. H.
Osborne
,
G. D.
Porter
,
M. J.
Schaffer
,
P. B.
Snyder
,
P. R.
Thomas
,
J. G.
Watkins
, and
W. P.
West
,
Nat. Phys.
2
,
419
(
2006
).
7.
E.
Hand
,
Nature (London)
452
,
11
(
2008
).
8.
F.
Wagner
,
G.
Becker
,
K.
Behringer
,
D.
Campbell
,
A.
Eberhagen
,
W.
Engelhardt
,
G.
Fussmann
,
O.
Gehre
,
J.
Gernhardt
,
G. v.
Gierke
,
G.
Haas
,
M.
Huang
,
F.
Karger
,
M.
Keilhacker
,
O.
Klueber
,
M.
Kornherr
,
K.
Lackner
,
G.
Lisitano
,
G. G.
Lister
,
H. M.
Mayer
,
D.
Meisel
,
E. R.
Mueller
,
H.
Murmann
,
H.
Niedermeyer
,
W.
Poschenrieder
,
H.
Rapp
,
H.
Roehr
,
F.
Schneider
,
G.
Siller
,
E.
Speth
,
A.
Staebler
,
K. H.
Steuer
,
G.
Venus
,
O.
Vollmer
, and
Z.
Yue
,
Phys. Rev. Lett.
49
,
1408
(
1982
).
9.
K.
Kamiya
,
N.
Asakura
,
J.
Boedo
,
T.
Eich
,
G.
Federici
,
M.
Fenstermacher
,
K.
Finken
,
A.
Herrmann
,
J.
Terry
,
A.
Kirk
,
B.
Koch
,
A.
Loarte
,
R.
Maingi
,
R.
Maqueda
,
E.
Nardon
,
N.
Oyama
, and
R.
Sartori
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
49
,
S43
(
2007
).
10.
V.
Erckmann
,
F.
Wagner
,
J.
Baldzuhn
,
R.
Brakel
,
R.
Burhenn
,
U.
Gasparino
,
P.
Grigull
,
H. J.
Hartfuss
,
J. V.
Hofmann
,
R.
Jaenicke
,
H.
Niedermeyer
,
W.
Ohlendorf
,
A.
Rudyj
,
A.
Weller
,
S. D.
Bogdanov
,
B.
Bomba
,
A. A.
Borschegovsky
,
G.
Cattanei
,
A.
Dodhy
,
D.
Dorst
,
A.
Elsner
,
M.
Endler
,
T.
Geist
,
L.
Giannone
,
H.
Hacker
,
O.
Heinrich
,
G.
Herre
,
D.
Hildebrandt
,
V. I.
Hiznyak
,
V. I.
Ilin
,
W.
Kasparek
,
F.
Karger
,
M.
Kick
,
S.
Kubo
,
A. N.
Kuftin
,
V. I.
Kurbatov
,
A.
Lazaros
,
S. A.
Malygin
,
V. I.
Malygin
,
K.
McCormick
,
G. A.
Mller
,
V. B.
Orlov
,
P.
Pech
,
I. N.
Roi
,
F.
Sardei
,
S.
Sattler
,
F.
Schneider
,
U.
Schneider
,
P. G.
Schueller
,
G.
Siller
,
U.
Stroth
,
M.
Tutter
,
E.
Unger
,
H.
Wolff
,
E.
Wuersching
, and
S.
Zoepfel
,
Phys. Rev. Lett.
70
,
2086
(
1993
).
11.
T.
Eich
,
A.
Herrmann
,
J.
Neuhauser
, and
ASDEX Upgrade Team
,
Phys. Rev. Lett.
91
,
195003
(
2003
).
12.
T.
Eich
,
A.
Kallenbach
,
R. A.
Pitts
,
S.
Jachmich
,
J. C.
Fuchs
,
A.
Herrmann
,
J.
Neuhauser
,
ASDEX Upgrade Team
, and
JET-EFDA Contributors
,
J. Nucl. Mater.
363–365
,
989
(
2007
).
13.
T.
Eich
,
A.
Kallenbach
,
W.
Fundamenski
,
A.
Herrmann
,
V.
Naulin
,
JET-EFDA Contributors
, and
ASDEX Upgrade Team
,
J. Nucl. Mater.
390–391
,
760
(
2009
).
14.
H. R.
Wilson
and
S. C.
Cowley
,
Phys. Rev. Lett.
92
,
175006
(
2004
).
15.
W.
Fundamenski
,
V.
Naulin
,
T.
Neukirch
,
O. E.
Garcia
, and
J. J.
Rasmussen
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
49
,
R43
(
2007
).
16.
G. T.
Bath
,
Rep. Prog. Phys.
48
,
483
(
1985
).
17.
J. W.
Connor
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
40
,
191
(
1998
).
18.
B. D.
Scott
,
Contrib. Plasma Phys.
46
,
714
(
2006
).
19.
B. D.
Scott
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
49
,
S25
(
2007
).
20.
P. B.
Snyder
,
H. R.
Wilson
,
J. R.
Ferron
,
L. L.
Lao
,
A. W.
Leonard
,
T. H.
Osborne
,
A. D.
Turnbull
,
D.
Mossessian
,
M.
Murakami
, and
X. Q.
Xu
,
Phys. Plasmas
9
,
2037
(
2002
).
21.
H.
Wilson
,
S.
Cowley
,
A.
Kirk
, and
P.
Snyder
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
48
,
A71
(
2006
).
22.
P. B.
Snyder
,
K. H.
Burrell
,
H. R.
Wilson
,
M. S.
Chu
,
M. E.
Fenstermacher
,
A. W.
Leonard
,
R. A.
Moyer
,
T. H.
Osborne
,
M.
Umansky
,
W. P.
West
, and
X. Q.
Xu
,
Nucl. Fusion
47
,
961
(
2007
).
23.
P. B.
Snyder
,
H. R.
Wilson
, and
X. Q.
Xu
,
Phys. Plasmas
12
,
056115
(
2005
).
24.
D. P.
Brennan
,
S. E.
Kruger
,
D. D.
Schnack
,
C. R.
Sovinec
, and
A.
Pankin
,
J. Phys.: Conf. Ser.
46
,
63
(
2006
).
25.
H.
Strauss
,
L. L.
Sugiyama
,
C. S.
Chang
,
G. Y.
Park
,
S.
Ku
,
W.
Park
,
J.
Breslau
, and
S.
Jardin
,
Proceedings of the 21st IAEA Fusion Energy Conference
, Chengdu, China,
2006
.
26.
A. Y.
Pankin
,
G.
Bateman
,
D. P.
Brennan
,
A. H.
Kritz
,
S.
Kruger
,
P. B.
Snyder
,
C.
Sovinec
, and
NIMROD Team
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
49
,
S63
(
2007
).
27.
N.
Mizuguchi
,
R.
Khan
,
T.
Hayashi
, and
N.
Nakajima
,
Nucl. Fusion
47
,
579
(
2007
).
28.
G. T. A.
Huysmans
and
O.
Czarny
,
Nucl. Fusion
47
,
659
(
2007
).
29.
B. D.
Scott
,
Phys. Plasmas
12
,
102307
(
2005
).
30.
B. D.
Scott
,
Phys. Plasmas
14
,
102318
(
2007
).
31.
H.
Strauss
,
Phys. Fluids
19
,
134
(
1976
).
32.
S. J.
Zweben
,
B. D.
Scott
,
J. L.
Terry
,
B.
LaBombard
,
J. W.
Hughes
, and
D. P.
Stotler
,
Phys. Plasmas
16
,
082505
(
2009
).
33.
W.
Dorland
and
G.
Hammett
,
Phys. Fluids B
5
,
812
(
1993
).
34.
M. A.
Beer
and
G.
Hammett
,
Phys. Plasmas
3
,
4046
(
1996
).
35.
B. D.
Scott
, “
Derivation via free energy conservation constraints of gyrofluid equations with finite gyroradius electromagnetic nonlinearities
,”
Phys. Plasmas
(to be published).
36.
S. I.
Braginskii
,
Rev. Plasma Phys.
1
,
205
(
1965
).
37.
A.
Kendl
and
B. D.
Scott
,
Phys. Plasmas
13
,
012504
(
2006
).
38.
B. D.
Scott
,
Phys. Plasmas
8
,
447
(
2001
).
39.
G. T. A.
Huysmans
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
51
,
124012
(
2009
).
41.
B. D.
Scott
,
Phys. Plasmas
12
,
062314
(
2005
).
42.
L. D.
Horton
,
A. V.
Chankin
,
Y. P.
Chen
,
G. D.
Conway
,
D. P.
Coster
,
T.
Eich
,
E.
Kaveeva
,
C.
Konz
,
B.
Kurzan
,
J.
Neuhauser
,
I.
Nunes
,
M.
Reich
,
V.
Rozhansky
,
S.
Saarelma
,
J.
Schirmer
,
J.
Schweinzer
,
S.
Voskoboynikov
,
E.
Wolfrum
, and
ASDEX Upgrade Team
,
Nucl. Fusion
45
,
856
(
2005
).
43.
T.
Ribeiro
and
B.
Scott
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
50
,
055007
(
2008
).
44.
G. L.
Falchetto
,
M.
Ottaviani
,
X.
Garbet
, and
A.
Smolyakov
,
Phys. Plasmas
14
,
082304
(
2007
).
45.
B. D.
Scott
,
Phys. Plasmas
12
,
082305
(
2005
).
46.
B.
Kurzan
,
H. D.
Murmann
, and
J.
Neuhauser
,
Phys. Rev. Lett.
95
,
145001
(
2005
).
You do not currently have access to this content.