The design of future tokamaks, which are supposed to reach ignition with the H mode, requires a reliable scaling expression for the H mode energy confinement time. In the present work, an H mode scaling expression for the thermal plasma energy confinement time has been developed by combining data from four existing divertor tokamaks, ASDEX, DIII-D, JET and PBX-M. The plasma conditions, which were as similar as possible to ensure a coherent set of data, were ELM free deuterium discharges heated by deuterium neutral beam injection. By combining four tokamaks, the dependence of the thermal energy confinement on the main plasma parameters, including the three main geometrical variables, was determined. Assuming a power law dependence, one obtains an expression for the H mode in deuterium by linear regression. The density dependence is found to be close to zero. This expression is compared with the existing scaling relations and the differences are analysed. Predictions for ITER are given, and discussed with particular emphasis on the uncertainties. Correcting the data to take the closed divertor of ASDEX into account yields another expression essentially characterized by a smaller numerical factor and a larger K dependence. It appears, however, that the predictions for ITER are only weakly changed when this expression is used. Finally, it is shown that taking the improved H mode confinement into account by means of a simple multiplier in front of an L mode confinement scaling expression is valid for ITER, but is not necessarily universally valid
将来のトカマク設計において、Hモードで点火に達すると想定される装置には、Hモードエネルギー閉じ込め時間に対する信頼性の高いスケーリング式が必要である。本研究では、ASDEX、DIII-D、JET、PBX-Mの4つの既存ダイバータトカマクからのデータを組み合わせることにより、熱プラズマエネルギー閉じ込め時間に対するHモードスケーリング式を開発した。プラズマ条件は、データの一貫性を確保するために可能な限り類似させ、重水素中性粒子ビーム入射により加熱されたELMフリーの重水素放電とした。4つのトカマクを組み合わせることにより、3つの主要な幾何学的変数を含む主要プラズマパラメータに対する熱エネルギー閉じ込めの依存性を決定した。べき乗則の依存性を仮定すると、線形回帰により重水素におけるHモードの式が得られる。密度依存性はほぼゼロであることが見出された。この式を既存のスケーリング関係と比較し、その差異を分析した。ITERに対する予測を示し、特に不確実性に重点を置いて議論する。ASDEXの閉ダイバータを考慮してデータを補正すると、本質的に数値因子が小さく、K依存性が大きいことを特徴とする別の式が得られる。しかしながら、この式を用いた場合でもITERに対する予測はわずかにしか変化しないことが明らかとなった。最後に、改善されたHモード閉じ込めをLモード閉じ込めスケーリング式の前の単純な乗数によって考慮することがITERに対しては有効であるが、必ずしも普遍的に有効ではないことが示される。