The injection of small deuterium pellets at high repetition rates up to 12× the natural edge localized mode (ELM) frequency has been used to trigger high-frequency ELMs in otherwise low natural ELM frequency H-mode deuterium discharges in the DIII-D tokamak [J. L. Luxon and L. G. Davis, Fusion Technol. 8, 441 (1985)]. The resulting pellet-triggered ELMs result in up to 12× lower energy and particle fluxes to the divertor than the natural ELMs. The plasma global energy confinement and density are not strongly affected by the pellet perturbations. The plasma core impurity density is strongly reduced with the application of the pellets. These experiments were performed with pellets injected from the low field side pellet in plasmas designed to match the ITER baseline configuration in shape and normalized β operation with input heating power just above the H-mode power threshold. Nonlinear MHD simulations of the injected pellets show that destabilization of ballooning modes by a local pressure perturbation is responsible for the pellet ELM triggering. This strongly reduced ELM intensity shows promise for exploitation in ITER to control ELM size while maintaining high plasma purity and performance.

1.
H.
Zohm
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
38
,
105
(
1996
).
2.
L. R.
Baylor
,
N.
Commaux
,
T. C.
Jernigan
,
N. H.
Brooks
,
T. E.
Evans
,
M. E.
Fenstermacher
,
R. C.
Isler
,
T. H.
Osborne
,
P. B.
Parks
,
E. J.
Strait
,
C. J.
Lasnier
,
R. A.
Moyer
,
T. H.
Osborne
,
P. B.
Parks
,
P. B.
Snyder
,
E. J.
Strait
,
E. A.
Unterberg
, and
A.
Loarte
,
Phys. Rev. Lett.
110
,
245001
(
2013
).
3.
P. T.
Lang
,
G. D.
Conway
,
T.
Eich
,
L.
Fattorini
,
O.
Gruber
,
S.
Gunter
,
L. D.
Horton
,
S.
Kalvin
,
A.
Kallenbach
,
M.
Kaufmann
,
G.
Kocsis
,
A.
Lorenz
,
M. E.
Manso
,
M.
Maraschek
,
V.
Mertens
,
J.
Neuhauser
,
I.
Nunes
,
W.
Schneider
,
W.
Suttrop
,
H.
Urano
, and ASDEX Upgrade Team,
Nucl. Fusion
44
,
665
(
2004
).
4.
A.
Loarte
,
G.
Huijsmans
,
S.
Futatani
,
D.
Campbell
,
T.
Casper
,
E.
Daly
,
Y.
Gribov
,
R. A.
Pitts
,
S.
Lisgo
,
A.
Sashala Naik
,
L. R.
Baylor
,
T. E.
Evans
,
D. M.
Orlov
,
A.
Wingen
,
O.
Schmitz
,
H.
Frerichs
,
A.
Kischner
,
R.
Langner
,
G.
Saibene
,
M.
Becoulet
,
P.
Cahyna
, and
A.
Kavin
, in
Proc. of 24th IAEA Fusion Energy Conf.
, San Diego, California,
2012
, Paper ITR/P1-2.
5.
L. R.
Baylor
,
N.
Commaux
,
T. C.
Jernigan
,
S. K.
Combs
,
S. J.
Meitner
,
N. H.
Brooks
,
T. E.
Evans
,
M. E.
Fenstermacher
,
R. C.
Isler
,
C. J.
Lasnier
,
R. A.
Moyer
,
T. H.
Osborne
,
P. B.
Parks
,
P. B.
Snyder
,
E. J.
Strait
,
E. A.
Unterberg
, and
A.
Loarte
, in
Proc. 37th EPS Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics
, Dublin, Ireland, Paper P2.117.
6.
S. K.
combs
,
S. L.
Milora
,
L. R.
Baylor
,
C. R.
Foust
,
F. E.
Gethers
, and
D. O.
Sparks
,
J. Vac. Sci. Technol. A
6
,
1901
(
1988
).
7.
L. R.
Baylor
,
T. C.
Jernigan
,
P. B.
Parks
,
G.
Antar
,
N. H.
Brooks
,
S. K.
Combs
,
D. T.
Fehling
,
C. R.
Foust
,
W. A.
Houlberg
, and
G. L.
Schmidt
,
Nucl. Fusion
47
,
1598
(
2007
).
8.
J. H.
Yu
,
J. A.
Boedo
,
E. M.
Hollmann
,
R. A.
Moyer
,
D. L.
Rudakov
, and
P. B.
Snyder
,
Phys. Plasmas
15
,
032504
(
2008
).
9.
J. W.
Connor
,
R. J.
Hastie
, and
J. B.
Taylor
,
Proc. R. Soc. London, Ser. A
365
,
1
(
1979
).
10.
E. J.
Doyle
,
J. C.
DeBoo
,
J. R.
Ferron
,
G. L.
Jackson
,
T. C.
Luce
,
M.
Murakami
,
T. H.
Osborne
,
J.-M.
Park
,
P. A.
Politzer
,
H.
Reimerdes
,
R. V.
Budny
,
T. A.
Casper
,
C. D.
Challis
,
R. J.
Groebner
,
C. T.
Holcomb
,
A. W.
Hyatt
,
R. J.
La Haye
,
G. R.
McKee
,
T. W.
Petrie
,
C. C.
Petty
,
T. L.
Rhodes
,
M. W.
Shafer
,
P. B.
Snyder
,
E. J.
Strait
,
M. R.
Wade
,
G.
Wang
,
W. P.
West
, and
L.
Zeng
,
Nucl. Fusion
50
,
075005
(
2010
).
11.
D. N.
Hill
,
R.
Ellis
,
W.
Ferguson
,
D. E.
Perkins
,
T. W.
Petrie
, and
C.
Baxi
,
Rev. Sci. Instrum.
59
,
1878
(
1988
).
12.
A.
Hermann
,
J. Nucl. Mater.
337–339
,
907
(
2005
).
13.
R. J.
Fonck
,
A. T.
Ramsey
, and
R. V.
Yelle
,
Appl. Opt.
21
,
2115
(
1982
).
14.
K.
Behringer
, “
Description of the impurity transport code STRAHL
,”
Jet Joint Undertaking Document JET-R (87)08
, (
JET Joint Undertaking
,
Culham
,
1987
).
15.
M. R.
Wade
,
J. T.
Hogan
,
S. L.
Allen
,
N. H.
Brooks
,
D. N.
Hill
,
R.
Maingi
,
M. J.
Schaffer
,
J. G.
Watkins
,
D. G.
Whyte
,
R. D.
Wood
, and
W. P.
West
,
J. Nucl. Mater.
266–269
,
44
(
1999
).
16.
A. G.
Peeters
,
C.
Angioni
, and
D.
Strinzi
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
265003
(
2007
).
17.
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
).
18.
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
,
1277
(
2002
).
19.
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
).
20.
P. B.
Snyder
,
T. H.
Osborne
,
K. H.
Burrell
,
R. J.
Groebner
,
A. W.
Leonard
,
R.
Nazikian
,
D. M.
Orlov
,
O.
Schmitz
,
M. R.
Wade
, and
H. R.
Wilson
,
Phys. Plasmas
19
,
056115
(
2012
).
21.
ITER Physics Expert Group on Confinement Modeling
, Database, and ITER Physics Basis Editors, “
Chapter 2: Plasma confinement and transport
,”
Nucl. Fusion
39
,
2175
(
1999
).
22.
J. A.
Boedo
,
D. L.
Rudakov
,
E.
Hollmann
,
D. S.
Gray
,
K. H.
Burrell
,
R. A.
Moyer
,
G. R.
McKee
,
R.
Fonck
,
P. C.
Stangeby
,
T. E.
Evans
,
P. B.
Snyder
,
A. W.
Leonard
,
M. A.
Mahdavi
,
M. J.
Schaffer
,
W. P.
West
,
M. E.
Fenstermacher
,
M.
Groth
,
S. L.
Allen
,
C.
Lasnier
,
G. D.
Porter
,
N. S.
Wolf
,
R. J.
Colchin
,
L.
Zeng
,
G.
Wang
,
J. G.
Watkins
,
T.
Takahashi
, and DIII-D Team,
Phys. Plasmas
12
,
072516
(
2005
).
23.
P. T.
Lang
,
A.
Alonso
,
B.
Alper
,
E.
Belonohy
,
A.
Boboc
,
S.
Devaux
,
T.
Eich
,
D.
Frigione
,
K.
Gal
,
L.
Garzotti
,
A.
Geraud
,
G.
Kocsis
,
F.
Kochl
,
K.
Lackner
,
A.
Loarte
,
P. J.
Lomas
,
M.
Maraschek
,
H. W.
Muller
,
R.
Neu
,
J.
Neuhauser
,
G.
Petravich
,
G.
Saibene
,
J.
Schweinzer
,
H.
Thomsen
,
M.
Tsalas
,
R.
Wenninger
,
H.
Zohm
, and JET EFDA Contributors,
Nucl. Fusion
51
,
033010
(
2011
).
24.
R. P.
Wenninger
,
T. H.
Eich
,
G. T. A.
Huysmans
,
P. T.
Lang
,
S.
Devaux
,
S.
Jachmich
,
F.
Kochl
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
53
,
105002
(
2011
).
25.
G.
Huijsmans
 et al, in
Proc. of 24th IAEA Fusion Energy Conf.
, San Diego, California,
2012
, Paper ITR/P1-23.
26.
S.
Futatani
,
G.
Huijsmans
,
A.
Loarte
,
L. R.
Baylor
,
N.
Commaux
,
T. C.
Jernigan
,
M. E.
Fenstermacher
,
C.
Lasnier
,
T. H.
Osborne
, and
B.
Pegourié
, in
Proc. of 24th IAEA Fusion Energy Conf.
, San Diego, California,
2012
, Paper ITR/P1-22.
You do not currently have access to this content.