TSC simulation of ITER plasma termination scenario with stable H-L mode transition and avoidance of radiation collapse

安定なH-L遷移を行うITERプラズマ立ち下げシナリオと放射崩壊の回避のTSCシミュレーション

中村 幸治*; 宮本 斉児; 杉江 達夫; 草間 義紀; 芳野 隆治

Nakamura, Yukiharu*; Miyamoto, Seiji; Sugie, Tatsuo; Kusama, Yoshinori; Yoshino, Ryuji

新たに開発したD-T燃料供給・排気モデルを組み込んだトカマクシミュレーションコード(TSC)を用いて自己無撞着なシミュレーションを行い、15MAから1.5MA(500s t 700s)へのITER電流立ち下げシナリオ[A.A. Kavin , Progress report of plasma startup and termination, ITER_D_2F55U5 (2008)]を検討した。プラズマ密度の減少とそれに伴う真空容器内への中性ガスの蓄積、プラズマ端ブートストラップ電流の消滅と、引き続く内部インダクタンスの急増など、強制的に起こされたHからLモードへの遷移の際のダイナミクスを調べ、イーター排気システムに要求される性能を評価した。実効排気速度が不十分な場合や壁の中性粒子吸蔵が飽和状態だった場合には、ダイバーター配位の場合であってもH-L遷移により放射崩壊が引き起こされ、放電が終結してしまうことを今回新たに示した。電流立ち下げ途中での放射崩壊を避けるためには、170GHz,Oモード電子サイクロトロン波による非中心加熱・電流駆動を用いることが有効であることがわかった。

The ITER termination scenario from 15 MA to 1.5 MA (500 s t 700 s) [A.A. Kavin , Progress report of plasma startup and termination, ITER_D_2F55U5 (2008)] was reviewed by self-consistent simulations with the TSC code, comprised of newly developed D-T fuelling and pumping-out system. The dynamics of a forced H- to L-mode transition, reduction in the plasma density while building-up of the in-vessel neutral gas, disappearance of the edge BS current and consequent jump in the internal inductance, were investigated to assess the performance of the ITER pump-out system. It was newly demonstrated that the forced H-L mode transition may trigger a radiation collapse, consequently terminating the discharge even in magnetic divertor configuration, if the effective pumping speed is insufficient or if the wall retention of the neutral particle remains saturated. In order to avoid the radiation collapse during plasma termination, off-axis heating and current drive with 170 GHz O-mode EC wave was utilized and shown to be effective.