This paper describes the progress in analysis of the ITER plasma vertical stabilisation (VS) system since its design review in 2007–2008. Two indices characterising plasma VS were studied. These are (1) the maximum value of plasma vertical displacement due to free drift that can be stopped by the VS system and (2) the maximum root mean square value of low frequency noise in the dZ/dt measurement signal used in the VS feedback loop. The first VS index was calculated using the PET code for 15 MA plasmas with the nominal position and shape. The second VS index was studied with the DINA code in the most demanding simulations for plasma magnetic control of 15 MA scenarios with the fastest plasma current ramp-up and early X-point formation, the fastest plasma current ramp-down in a divertor configuration, and an H to L mode transition at the current flattop. The studies performed demonstrate that the VS in-vessel coils, adopted recently in the baseline design, significantly increase the range of plasma controllability in comparison with the stabilising systems VS1 and VS2, providing operating margins sufficient to achieve ITER's goals specified in the project requirements. Additionally two sets of the DINA code simulations were performed with the goal of assessment of the capability of the PF system with the VS in-vessel coils: (i) to control the position of runaway electrons generated during disruptions in 15 MA scenarios and (ii) to trigger ELMs in H-mode plasmas of 7.5 MA/2.65 T scenarios planned for the early phase of ITER operation. It was also shown that ferromagnetic structures of the vacuum vessel (ferromagnetic inserts) and test blanket modules insignificantly affect the plasma VS.
本論文は、2007年から2008年にかけての設計レビュー以降におけるITERプラズマ垂直安定化（VS）システムの解析の進展について述べるものである。プラズマVSを特徴づける2つの指標が研究された。すなわち、(1) VSシステムによって停止可能な自由ドリフトによるプラズマ垂直変位の最大値、および(2) VSフィードバックループで使用されるdZ/dt測定信号における低周波ノイズの実効値の最大値である。第1のVS指標は、公称位置・形状における15 MAプラズマに対してPETコードを用いて計算された。第2のVS指標は、DINAコードを用いて、最も速いプラズマ電流立ち上げと初期X点形成、ダイバータ配位における最も速いプラズマ電流立ち下げ、および電流フラットトップにおけるHモードからLモードへの遷移を伴う15 MAシナリオのプラズマ磁気制御にとって最も厳しいシミュレーションにおいて研究された。実施された研究により、最近のベースライン設計で採用されたVS用真空容器内コイルが、安定化システムVS1およびVS2と比較してプラズマ制御可能性の範囲を大幅に拡大し、ITERのプロジェクト要件で指定された目標を達成するのに十分な運転マージンを提供することが実証された。さらに、2組のDINAコードシミュレーションが、VS用真空容器内コイルを備えたPFシステムの能力評価を目的として実施された：(i) 15 MAシナリオのディスラプション中に生成される逃走電子の位置を制御すること、および(ii) ITER運転初期段階で計画されている7.5 MA/2.65 TシナリオのHモードプラズマにおいてELMを誘発すること。また、真空容器の強磁性構造（強磁性インサート）およびテストブランケットモジュールがプラズマVSに与える影響は無視できる程度であることも示された。