Integrated tokamak modelling with the fast-ion Fokker-Planck solver adapted for transient analyses

過渡解析に適した高速イオンのフォッカープランクソルバを用いたトカマク統合モデリング

藤間 光徳; 濱松 清隆; 林 伸彦; 本多 充; 井手 俊介

Toma, Mitsunori; Hamamatsu, Kiyotaka; Hayashi, Nobuhiko; Honda, Mitsuru; Ide, Shunsuke

全放電時間を模擬するトカマク統合モデリングは先進トカマクプラズマ設計において必要不可欠である。我々は統合コードTOPICSの高速イオン解析部分を過渡解析により適したモデルに拡張した。高速イオンとバルクプラズマおよび平衡磁場が互いに整合性を持つ時間発展を実現するために、高速イオンのフォッカープランクソルバをTOPICSのバルク輸送ソルバと同レベルで統合化した。拡張した統合コードによるJT-60SAおよびITERのプラズマ立ち上げシミュレーションにより、過渡解析の可能性および有効性を確認した。その統合シミュレーションにおいて、高速イオン、プラズマ分布、平衡磁場の統合的発展を示した。

Integrated tokamak modelling that enables the simulation of an entire discharge periodis indispensable for designing advanced tokamak plasmas. For this purpose, we extend the integrated code TOPICS to make it more suitable for transient analyses in the fast-ion part. The fast-ion Fokker-Planck solver is integrated into TOPICS at the same level as the bulk transport solver so that the time evolutions of the fast ion and the bulk plasma are consistent with each other as well as with the equilibrium magnetic field. The integrated code is applied to ramp-up simulations for JT-60SA and ITER to confirm its capability and effectiveness in transient analyses. In the integrated simulations, the coupled evolution of the fast ions, plasma profiles, and equilibrium magnetic fields are presented.