Investigation on the equilibrium operation regime, its ideal magnetohydrodynamics (MHD) stability and edge localized modes (ELM) characteristics is performed for the China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR). The CFETR operation regime study starts with a baseline scenario (R = 5.7 m, BT = 5 T) derived from multi-code integrated modeling, with key parameters varied to build a systematic database. These parameters, under profile and pedestal constraints, provide the foundation for the engineering design. The long wavelength low-n global ideal MHD stability of the CFETR baseline scenario, including the wall stabilization effect, is evaluated by GATO. It is found that the low-n core modes are stable with a wall at r/a = 1.2. An investigation of intermediate wavelength ideal MHD modes (peeling ballooning modes) is also carried out by multi-code benchmarking, including GATO, ELITE, BOUT++ and NIMROD. A good agreement is achieved in predicting edge-localized instabilities. Nonlinear behavior of ELMs for the baseline scenario is simulated using BOUT++. A mix of grassy and type I ELMs is identified. When the size and magnetic field of CFETR are increased (R = 6.6 m, BT = 6 T), collisionality correspondingly increases and the instability is expected to shift to grassy ELMs.
中国核融合工学試験炉(CFETR)について、平衡運転領域、その理想磁気流体力学(MHD)安定性、および周辺局在モード(ELM)特性の調査が実施される。CFETR運転領域研究は、マルチコード統合モデリングから導出されたベースラインシナリオ(R = 5.7 m, BT = 5 T)から始まり、系統的データベースを構築するために主要パラメータを変化させる。これらのパラメータは、プロファイルおよびペデスタル制約の下で、工学設計の基礎を提供する。CFETRベースラインシナリオの長波長低nグローバル理想MHD安定性は、壁安定化効果を含めて、GATOによって評価される。低nコアモードは、r/a = 1.2の壁で安定であることが見出された。中間波長理想MHDモード(ピーリング・バルーニングモード)の調査も、GATO、ELITE、BOUT++、NIMRODを含むマルチコードベンチマークによって実施される。周辺局在不安定性の予測において良好な一致が達成される。ベースラインシナリオに対するELMの非線形挙動は、BOUT++を用いてシミュレーションされる。グラッシーELMとタイプI ELMの混合が同定される。CFETRのサイズと磁場が増大すると(R = 6.6 m, BT = 6 T)、衝突頻度が対応して増加し、不安定性はグラッシーELMへ移行すると予想される。