Hybrid scenario performance in ITER is studied with the CRONOS integrated modelling suite, using the GLF23 anomalous transport model for heat transport prediction. GLF23 predicted core confinement is optimized through tailoring the q-profile shape by a careful choice of current drive actuators, affecting the transport due to the predicted dependence of the turbulence level on the absolute q-profile values and magnetic shear. A range of various heating and current drive choices are examined, as are different assumptions on the pedestal height. The optimum q-profile shape is predicted to be one that maximizes the ratio of s/q throughout the bulk of the plasma volume. Optimizing the confinement allows a minimization of the plasma density required in order to achieve a defined target fusion power of 350 MW. A lower density then allows a lower total current (Ip) at the same Greenwald fraction (fG), thus aiding in maintaining q > 1 as desired in a hybrid scenario, and in minimizing the flux consumption. The best performance is achieved with a combination of NBI and ECCD (e.g. 33/37 MW NBI/ECCD for a scenario with a pedestal height of 4 keV). The q-profile shape and plasma confinement properties are shown to be highly sensitive to the positioning of the ECCD deposition. Comparisons with the lower performing cases where some or all of the ECCD power is replaced with LHCD or ICRH are shown (e.g. 33/20/17 MW NBI/ECCD/LHCD or NBI/ECCD/ICRH). The inclusion of LHCD reduces confinement due to deleterious shaping of the q-profile, and the inclusion of ICRH, particularly in a stiff model, does not lead to significantly increased fusion power and furthermore does not contribute to the non-inductive current fraction. For the optimum NBI/ECCD current drive mix, the predictions show that a satisfactory ITER hybrid scenario (Pfus ∼ 350 MW, Q ⩾ 5, qmin close to 1) may be achieved with Tped ⩾ 4 keV. In addition, predicted performance sensitivity analysis was carried out for several assumed parameters, such as Zeff and density peaking.
ITERにおけるハイブリッドシナリオの性能は、熱輸送予測にGLF23異常輸送モデルを用いたCRONOS統合モデリングスイートによって研究される。GLF23が予測するコア閉じ込めは、電流駆動アクチュエータを慎重に選択してqプロファイル形状を調整することにより最適化される。これは、乱流レベルがqプロファイルの絶対値と磁気シアに依存すると予測されることを通じて輸送に影響を与える。様々な加熱・電流駆動の選択肢と、ペデスタル高さに関する異なる仮定が調べられる。最適なqプロファイル形状は、プラズマ体積の大部分にわたってs/q比を最大化するものと予測される。閉じ込めの最適化により、定義された目標核融合出力350 MWを達成するために必要なプラズマ密度を最小化できる。より低い密度は、同じグリーンワルド比(fG)でより低い全電流(Ip)を可能にし、ハイブリッドシナリオで望まれるq > 1の維持とフラックス消費の最小化に寄与する。最良の性能は、NBIとECCDの組み合わせ(例えば、ペデスタル高さ4 keVのシナリオではNBI/ECCD 33/37 MW)で達成される。qプロファイル形状とプラズマ閉じ込め特性は、ECCDの堆積位置に非常に敏感であることが示される。ECCDパワーの一部または全部がLHCDまたはICRHに置き換えられた、より低性能のケースとの比較が示される(例えば、NBI/ECCD/LHCDまたはNBI/ECCD/ICRH 33/20/17 MW)。LHCDの追加は、qプロファイルの有害な形状形成により閉じ込めを低下させる。ICRHの追加は、特にスティッフモデルでは、核融合出力を有意に増加させず、さらに非誘導電流割合にも寄与しない。最適なNBI/ECCD電流駆動混合では、Tped ⩾ 4 keVで満足できるITERハイブリッドシナリオ(Pfus ∼ 350 MW、Q ⩾ 5、qminが1に近い)が達成され得ると予測される。さらに、Zeffや密度ピーキングなどのいくつかの仮定パラメータについて、予測性能の感度解析が実施された。