Observation of magnetic islands in tokamak plasmas during the suppression of edge-localized modes

• DOI: 10.1038/s41567-024-02666-y
• Publication Date: 2024-10-28T11:04:59Z
• Authors: Matthias Willensd...; Verena Mitterauer; Matthias Hoelzl; Wolfgang Suttrop; Mark Cianciosa; Mike Dunne; Rainer Fischer; Nils Leuthold; Jonas Puchmayr; Oleg Samoylov; Guillermo Suárez ...; Daniel Wendler; ; D. Aguiam; E. Alessi; C. Angioni; N. Arden; V. Artigues; M. Astrain; O. Asunta; M. Balden; V. Bandaru; A. Banon Navarro; M. Bauer; A. Bergmann; M. Bergmann; J. Bernardo; M. Bernert; A. Biancalani; R. Bielajew; R. Bilato; G. Birkenmeier; T. Blanken; V. Bobkov; A. Bock; L. Bock; T. Body; T. Bolzonella; N. Bonanomi; A. Bortolon; B. Böswirth; C. Bottereau; A. Bottino; H. van den Brand; M. Brenzke; S. Brezinsek; D. Brida; F. Brochard; J. Buchanan; A. Buhler; A. Burckhart; Y. Camenen; B. Cannas; P. Cano Megías; D. Carlton; M. Carr; P. Carvalho; C. Castaldo; A. Castillo Castillo; M. Cavedon; C. Cazzaniga; C. Challis; A. Chankin; A. Chomiczewska; C. Cianfarani; F. Clairet; S. Coda; R. Coelho; J. W. Coenen; L. Colas; G. Conway; S. Costea; D. Coster; T. Cote; A. J. Creely; G. Croci; D. J. Cruz Zabala; G. Cseh; I. Cziegler; O. D’Arcangelo; A. Dal Molin; P. David; C. Day; M. de Baar; P. de Marné; R. Delogu; P. Denner; A. Di Siena; M. Dibon; J. J. Dominguez P...; D. Dunai; M. Dreval; M. Dunne; B. P. Duval; R. Dux; T. Eich; S. Elgeti; A. Encheva; B. Esposito; E. Fable; M. Faitsch; D. Fajardo Jimenez; U. Fantz; M. Farnik; H. Faugel; F. Felici; O. Ficker; A. Figueredo; R. Fischer; O. Ford; L. Frassinetti; M. Fröschle; G. Fuchert; J. C. Fuchs; H. Fünfgelder; S. Futatani; K. Galazka; J. Galdon-Quiroga; D. Gallart Escolà; A. Gallo; Y. Gao; S. Garavaglia; M. Garcia Muñoz; B. Geiger; L. Giannone; S. Gibson; L. Gil; E. Giovannozzi; O. Girka; T. Gleiter; S. Glöggler; M. Gobbin; J. C. Gonzalez; J. Gonzalez Martin; T. Goodman; G. Gorini; T. Görler; D. Gradic; G. Granucci; A. Gräter; G. Grenfell; H. Greuner; M. Griener; M. Groth; O. Grover; A. Gude; L. Guimarais; S. Günter; D. Hachmeister; A. H. Hakola; C. Ham; T. Happel; N. den Harder; G. Harrer; J. Harrison; V. Hauer; T. Hayward-Schneider; B. Heinemann; P. Heinrich; T. Hellsten; S. Henderson; P. Hennequin; S. Heuraux; A. Herrmann; E. Heyn; F. Hitzler; J. Hobirk; K. Höfler; J. H. Holm; M. Hölzl; C. Hopf; L. Horvath; T. Höschen; A. Houben; A. Hubbard; A. Huber; K. Hunger; V. Igochine; M. Iliasova; J. Illerhaus; K. Insulander Björk; C. Ionita-Schritt...; I. Ivanova-Stanik; S. Jachmich; W. Jacob; N. Jaksic; F. Janky; A. Jansen van Vuuren; F. Jaulmes; F. Jenko; T. Jensen; E. Joffrin; A. Kallenbach; J. Kalis; M. Kantor; A. Kappatou; J. Karhunen; C.-P. Käsemann; S. Kasilov; Y. Kazakov; A. Kendl; W. Kernbichler; E. Khilkevitch; M. Kircher; A. Kirk; S. Kjer Hansen; V. Klevarova; F. Klossek; G. Kocsis; M. Koleva; M. Komm; M. Kong; A. Krämer-Flecken; M. Krause; A. Kreuzeder; K. Krieger; O. Kudlacek; D. Kulla; T. Kurki-Suonio; B. Kurzan; B. Labit; K. Lackner; F. Laggner; A. Lahtinen; P. Lainer; P. T. Lang; P. Lauber; M. Lehnen; E. Lerche; N. Leuthold; L. Li; J. Likonen; O. Linder; B. Lipschultz; Y. Liu; Z. Lu; T. Luda di Cortem...; N. C. Luhmann; T. Lunt; A. Lyssoivan; T. Maceina; J. Madsen; A. Magnanimo; H. Maier; J. Mailloux; R. Maingi; O. Maj; E. Maljaars; V. Maquet; A. Mancini; A. Manhard; P. Mantica; M. Mantsinen; P. Manz; M. Maraschek; C. Marchetto; M. Markl; L. Marrelli; P. Martin; F. Matos; M. Mayer; M.-L. Mayoral; P. J. McCarthy; R. McDermott; R. Merkel; A. Merle; H. Meyer; M. Michelini; D. Milanesio; P. Molina Cabrera; M. Muraca; F. Nabais; V. Naulin; R. Nazikian; R. D. Nem; R. Neu; A. H. Nielsen; S. K. Nielsen; T. Nishizawa; M. Nocente; I. Novikau; S. Nowak; R. Ochoukov; J. Olsen; P. Oyola; O. Pan; G. Papp; I. Paradela Perez; A. Pau; G. Pautasso; C. Paz-Soldan; M. Peglau; E. Peluso; P. Petersson; C. Piron; U. Plank; B. Plaum; B. Plöckl; V. Plyusnin; G. Pokol; E. Poli; L. Porte; J. Puchmayr; T. Pütterich; L. Radovanovic; M. Ramisch; J. Rasmussen; G. Ratta; S. Ratynskaia; G. Raupp; A. Redl; D. Réfy; M. Reich; F. Reimold; D. Reiser; M. Reisner; D. Reiter; B. Rettino; T. Ribeiro; D. Ricci; R. Riedl; J. Riesch; J. F. Rivero Rodr...; G. Rocchi; P. Rodriguez-Fern...; V. Rohde; G. Ronchi; M. Rott; M. Rubel; D. A. Ryan; F. Ryter; S. Saarelma; M. Salewski; A. Salmi; O. Samoylov; L. Sanchis Sanchez; J. Santos; O. Sauter; G. Schall; A. Schlüter; J. Scholte; K. Schmid; O. Schmitz; P. A. Schneider; R. Schrittwieser; M. Schubert; C. Schuster; T. Schwarz-Selinger; J. Schweinzer; F. Sciortino; O. Seibold-Benjak; E. Seliunin; A. Shabbir; A. Shalpegin; S. Sharapov; U. Sheikh; A. Shevelev; G. Sias; M. Siccinio; B. Sieglin; A. Sigalov; A. Silva; C. Silva; D. Silvagni; J. Simpson; S. Sipilä; A. Snicker; E. Solano; C. Sommariva; C. Sozzi; M. Spacek; G. Spizzo; M. Spolaore; A. Stegmeir; M. Stejner; D. Stieglitz; J. Stober; U. Stroth; E. Strumberger; G. Suarez Lopez; W. Suttrop; T. Szepesi; B. Tál; T. Tala; G. Tardini; M. Tardocchi; D. Terranova; M. Teschke; E. Thorén; W. Tierens; D. Told; W. Treutterer; G. Trevisan; M. Tripský; P. Ulbl; G. Urbanczyk; M. Usoltseva; M. Valisa; M. Valovic; M. van Zeeland; S. Vanmulders; F. Vannini; B. Vanovac; P. Varela; S. Varoutis; T. Verdier; G. Verdoolaege; N. Vianello; J. Vicente; T. Vierle; E. Viezzer; G. Vogel; I. Voitsekhovitch; U. von Toussaint; D. Wagner; X. Wang; M. Weiland; D. Wendler; A. E. White; M. Willensdorfer; B. Wiringer; M. Wischmeier; R. Wolf; E. Wolfrum; Q. Yang; C. Yoo; Q. Yu; R. Zagorski; I. Zammuto; T. Zehetbauer; W. Zhang; W. Zholobenko; M. Zilker; B. Zimmermann; A. Zito; H. Zohm; S. Zoletnik
• Keywords: Plasma, Fusione; Fusion energy; Plasma; Àrees temàtiques de la UPC::Física; SDG 7 - Affordable and Clean Energy; 530; Fusion, Plasma and Space Physics; Tokamaks; Magnetic perturbations

Abstract In tokamaks, a leading platform for fusion energy, periodic filamentary plasma eruptions known as edge-localized modes occur in plasmas with high-energy confinement and steep pressure profiles at the edge. These could damage tokamak wall but can be suppressed using small three-dimensional magnetic perturbations. Here we demonstrate that these perturbations change topology just inside gradient region of We identify signatures island, their observation is linked to suppression modes. compare high-resolution measurements perturbed surfaces predictions from ideal magnetohydrodynamic theory where preserved. Although magnetohydrodynamics adequately describes exhibiting modes, it proves insufficient are suppressed. Nonlinear resistive modelling supports this observation. Our study experimentally confirms predicted role islands inhibiting occurrence This will beneficial physics-based future devices control