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Performance of ITER as a burning plasma experiment

燃焼プラズマ実験としてのITER 性能

嶋田 道也; Mukhovatov, V.*; Federici, G.*; Gribov, Y.*; Kukushkin, A. S.*; 村上 好樹*; Polevoi, A. R.*; Pustovitov, V. D.*; 仙石 盛夫; 杉原 正芳

Shimada, Michiya; Mukhovatov, V.*; Federici, G.*; Gribov, Y.*; Kukushkin, A. S.*; Murakami, Yoshiki*; Polevoi, A. R.*; Pustovitov, V. D.*; Sengoku, Seio; Sugihara, Masayoshi

ITERの誘導運転において10以上のQを達成することの確実性をさらに向上させた。経験則による解析によると、ITERでは十分な裕度をもって10以上のQを達成できる。理論モデルを用いた解析によれば、10以上のQを達成するためには3.2-5.3keV以上の周辺ペデスタル温度が必要であるが、ペデスタルの比例則によると、この程度のペデスタル温度は達成可能である。タイプIのELMに伴う熱負荷は高密度運転によって許容範囲に低減できる可能性がある。もし必要であればダイバータ板をさらに傾斜させ、さらに熱流束密度を低減させることもできる。高磁場側からペレット入射によってQを増加させELM熱負荷を低減できる可能性がある。また閉じ込め性能とベータ値への要求度がより少ない定常運転シナリオを開発した。このような運転領域で必要となる抵抗性壁モードの安定化は、真空容器が二重構造を持つことを考慮しても現有のコイル及び電源で実現可能であることを明らかにした。

Performance analysis based on empirical scaling shows the feasibility of achieving Q $$geq$$ 10 in inductive operation. Analysis has also elucidated a possibility that ITER can potentially demonstrate Q $$sim$$ 50, enabling studies of self-heated plasmas. Theory-based core modeling indicates the need of high pedestal temperature (3.2 - 5.3 keV) to achieve Q $$geq$$10, which is in the range of projection with presently available pedestal scalings. Pellet injection from high-field side would be useful in enhancing Q and reducing ELM heat load in high plasma current operation. If the ELM heat load is not acceptable, it could be made tolerable by further tilting the target plate. Steady state operation scenarios at Q = 5 have been developed with modest requirement on confinement improvement and beta (HH98(y,2) $$geq$$ 1.3 and betaN $$geq$$ 2.6). Stabilisation of RWM, required in such regimes, is feasible with the present saddle coils and power supplies with double-wall structure taken into account.

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分野:Physics, Fluids & Plasmas

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