Analysis of flux saving with ECRF; Self-consistent simulation of ITER current start up with TSC

ECRFを用いた消費磁束抑制の解析; TSCによるITER電流立ち上げの自己無撞着シミュレーション

宮本 斉児; 中村 幸治*; 藤枝 浩文; 濱松 清隆; 及川 聡洋; 杉江 達夫; 草間 義紀; 芳野 隆治

Miyamoto, Seiji; Nakamura, Yukiharu*; Fujieda, Hirobumi; Hamamatsu, Kiyotaka; Oikawa, Toshihiro; Sugie, Tatsuo; Kusama, Yoshinori; Yoshino, Ryuji

最近、われわれはTSCコードに光線追跡による電子サイクロトロン波(ECRF)の吸収/電流駆動を組み込んだシミュレーションモデルを開発した。このモデルにより、ITERの電流立ち上げ時の磁束消費を評価した。このモデルでは、実際のPFコイル,CSコイルの形状やECRFランチャーの配置が取り入れられており、ECRFの吸収分布や電流駆動分布が、プラズマの時間発展と自己無撞着に計算されている。ITERの現在のデザインではECRFは中心加熱/電流駆動となるが、比較のため周辺加熱/電流駆動の場合についても計算を行った。両方の場合について、プラズマ抵抗の低減による消費磁束抑制効果が見られた。周辺電流駆動の場合には、内部インダクタンスの低下によって、内部磁束消費が抑制される。しかしながら、中心電流駆動であっても、誘導電流は表皮効果により周辺部に誘導されるために、周辺駆動と同程度の内部磁束の抑制が期待できることを示した。

Recently, we developed a simulation model in which an ECRF ray tracing and current drive calculations are combined with TSC. This model is applied to the evaluation of magnetic flux consumption in the ITER current ramp-up scenario. In this model, real geometry of PF/CS coils and EC launcher is taken into account, and EC deposition/current drive profile are calculated in self-consistent with the plasma profile evolution. Central current drive (present ITER design) and off-axis current drive (test case) is compared. Resistive flux is lowered in both cases. Internal flux is also reduced by the off-axis EC due to reduction of internal inductance. It is although shown that, even in the case of central EC, comparable reduction of internal flux is expected due to the skin effect of inductive current.