Overview of physics basis for ITER

ITERの物理基盤の概要

Mukhovatov, V.*; 嶋田 道也; Chudnovskiy, A. N.*; Costley, A. E.*; Gribov, Y.*; Federici, G.*; Kardaun, O. J. F.*; Kukushkin, A. S.*; Polevoi, A. R.*; Pustovitov, V. D.*; 下村 安夫; 杉江 達夫; 杉原 正芳; Vayakis, G.*

Mukhovatov, V.*; Shimada, Michiya; Chudnovskiy, A. N.*; Costley, A. E.*; Gribov, Y.*; Federici, G.*; Kardaun, O. J. F.*; Kukushkin, A. S.*; Polevoi, A. R.*; Pustovitov, V. D.*; Shimomura, Yasuo; Sugie, Tatsuo; Sugihara, Masayoshi; Vayakis, G.*

ITERはDT燃焼によって約0.5GWの核融合エネルギーを発生する最初の磁場閉じ込め装置である。最近の2, 3年の間に得られた研究成果によって、ITERのHモード運転においてQ10を達成できることがほぼ確実となった。それらには、三角形度を高くすることによって得られたグリーンワルド密度付近における良好なHモード閉じ込め,理論モデルに基づく炉心プラズマ閉じ込めの予測の改良,D/Tイオンとヘリウム中性粒子との弾性衝突を考慮したダイバータモデル計算によるヘリウム灰除去効率の改善,NTM(新古典テアリング・モード)のフィードバック制御による値の改善,ELM物理の理解の進展とELM緩和法の開発,ディスラプション緩和法の検証などがある。ITERはその機動性を用いて定常及び中間領域(ハイブリッド)運転を行うことも可能である。この論文においては、おもに誘導運転のプラズマ性能、及び定常運転のために要請される性能について議論を行う。

ITER will be the first magnetic confinement device with burning DT plasma and fusion power of about 0.5 GW. During the past few years, new results have been obtained that substantiate the confidence in achieving Q 10 in ITER with inductive H-mode operation. These include achievement of a good H-mode confinement near the Greenwald density at high triangularity of the plasma cross section; improvements in theory-based confinement projections for the core plasma; improvement in helium ash removal due to the elastic collisions of He atoms with D/T ions in the divertor predicted by modelling; demonstration of feedback control of NTMs and resultant improvement in the achievable beta-values; better understanding of ELM physics and development of ELM mitigation techniques; and demonstration of mitigation of plasma disruptions. ITER will have a flexibility to operate also in steady state and intermediate (hybrid) regimes. The paper concentrates on inductively driven plasma performance and discusses requirements for steady-state operation in ITER.