An advanced high confinement mode scenario with normalized beta (βN) up to 3.5 in stationary conditions (up to 20 energy confinement times) and βN = 3.8 transiently, has been obtained in ASDEX Upgrade. For transport analysis of high βN discharges, two types of simulations have been performed with the automated system for transport analysis code. One is the simulation of the current density profile with experimental data assuming neoclassical electrical conductivity. The other is the simulation of the energy transport and the current density profile using the Weiland transport model (ion temperature gradient and trapped electron mode limit the temperature gradient length). The comparison of the simulations of the q-profiles and temperature profiles with the experimental profiles shows good agreement and demonstrates that for this plasmas regime the temperature profiles are stiff (no internal transport barrier) as in conventional H-mode discharges. The contribution of the Ohmic, bootstrap and neutral beam driven current to the total current density profiles is calculated. The sum of the non-inductively driven plasma current is in the range 50–57% of the total plasma current. Simulations with the Weiland model are performed to investigate the influence of neoclassical tearing modes, which limit confinement and achievable βN in this scenario, by comparing with the measured kinetic data. In addition, the high βN discharges are compared to the improved H-mode discharges in ASDEX Upgrade with respect to the profile stiffness, MHD activity and experimental conditions.
先進的な高閉じ込めモードシナリオにおいて、規格化ベータ値が定常状態(エネルギー閉じ込め時間の20倍まで)でβN = 3.5、過渡状態でβN = 3.8に達する結果が、ASDEX Upgradeで得られた。高βN放電の輸送解析のため、自動化輸送解析システムコードを用いて2種類のシミュレーションを実施した。1つは、新古典電気伝導度を仮定した実験データによる電流密度分布のシミュレーションである。もう1つは、Weiland輸送モデル(イオン温度勾配モードと捕捉電子モードが温度勾配長を制限する)を用いたエネルギー輸送および電流密度分布のシミュレーションである。q分布および温度分布のシミュレーション結果と実験結果の比較は良好な一致を示し、このプラズマ領域では従来のHモード放電と同様に温度分布が剛直的(内部輸送障壁なし)であることを実証している。オーミック電流、ブートストラップ電流、中性粒子ビーム駆動電流の全電流密度分布への寄与を計算した。非誘導駆動プラズマ電流の合計は、全プラズマ電流の50〜57%の範囲であった。Weilandモデルを用いたシミュレーションを実施し、測定された運動論的データとの比較により、このシナリオにおける閉じ込めと達成可能なβNを制限する新古典テアリングモードの影響を調査した。さらに、高βN放電を、分布の剛直性、MHD活動、実験条件に関して、ASDEX Upgradeの改善Hモード放電と比較した。