Predicting the impact of heating and current drive (H&CD) sources is essential to evaluate the performance of ITER plasmas and to subsequently optimise the scenarios for the four stages of the ITER research plan. This should be done in the context of global transport calculations of complete plasma discharges. For this purpose, a dedicated workflow has been developed in the ITER integrated modelling and analysis suite as a modular component to be used together with transport solvers to quantify the dynamics of H&CD sources for the different phases of a plasma discharge, including possible synergetic effects between the heating sources. This paper presents the results of the combined modelling of H&CD sources for the ITER DT baseline 15 MA/5.3 T scenario including the synergy between neutral beam injection (NBI) of deuterium, fusion-born alpha particles and ion cyclotron resonance heating (ICRH) at the fundamental frequency of deuterium, showing modest synergetic effects. The results of the combined H&CD sources for an ITER 7.5 MA/2.65 T helium plasma of the second pre-fusion power operation phase (PFPO-2) are also shown, exhibiting more significant synergetic effects between the fundamental ICRH minority hydrogen heating and NBI hydrogen beams. Finally, a study of electron cyclotron heating absorption for an ITER helium PFPO scenario at 7.5 MA/2.65 T is also presented with a discussion on the edge parasitic absorption that arises under specific conditions.
ITER(国際熱核融合実験炉)プラズマの性能を評価し、その後、ITER研究計画の4つの段階におけるシナリオを最適化するためには、加熱・電流駆動(H&CD)源の影響を予測することが不可欠である。これは、完全なプラズマ放電の全体輸送計算という観点から行われるべきである。この目的のために、ITER統合モデリング・解析スイート内に専用のワークフローが開発され、プラズマ放電の各段階におけるH&CD源の動態を定量化するための輸送ソルバーと組み合わせて使用されるモジュール型コンポーネントとして実装されている。これには、加熱源間の可能な相乗効果も含まれる。本論文では、重水素の中性粒子入射加熱(NBI)、核融合生成アルファ粒子、および重水素の基本周波数におけるイオンサイクロトロン共鳴加熱(ICRH)の間の相乗効果を含む、ITERのDTベースラインシナリオ(15 MA/5.3 T)におけるH&CD源の統合モデリングの結果を示す。その結果、中程度の相乗効果が確認された。また、ITERの第2段階核融合出力運転(PFPO-2)に対応するヘリウムプラズマ(7.5 MA/2.65 T)におけるH&CD源の統合モデリングの結果も示す。この場合、水素の基本周波数におけるICRHマイノリティ加熱と水素NBIの間で、より顕著な相乗効果が観察された。さらに、7.5 MA/2.65 TのITERヘリウムプラズマシナリオにおける電子サイクロトロン加熱(ECH)の吸収に関する検討結果も提示し、特定の条件下で生じる周辺部での寄生吸収について議論する。