One main programme topic at the ASDEX Upgrade all-metal-wall tokamak is development of a high-density regime with central densities at reactor grade level while retaining high-confinement properties. This required development of appropriate control techniques capable of coping with the pellet tool, a powerful means of fuelling but one which presented challenges to the control system for handling of related perturbations. Real-time density profile control was demonstrated, raising the core density well above the Greenwald density while retaining the edge density in order to avoid confinement losses. Recently, a new model-based approach was implemented that allows direct control of the central density. Investigations focussed first on the N-seeding scenario owing to its proven potential to yield confinement enhancements. Combining pellets and N seeding was found to improve the divertor buffering further and enhance the operational range accessible. For core densities up to about the Greenwald density, a clear improvement with respect to the non-seeding reference was achieved; however, at higher densities this benefit is reduced. This behaviour is attributed to recurrence of an outward shift of the edge density profile, resulting in a reduced peeling-ballooning stability. This is similar to the shift seen during strong gas puffing, which is required to prevent impurity influx in ASDEX Upgrade. First tests indicate that highly-shaped plasma configurations like the ITER base-line scenario, respond very well to pellet injection, showing efficient fuelling with no measurable impact on the edge density profile.
ASDEX Upgrade全金属壁トカマクにおける主要な研究プログラムの一つは、高閉じ込め特性を維持しつつ、炉心密度を炉心級レベルにまで高める高密度領域の開発である。これには、強力な燃料供給手段であるものの、関連する摂動の制御システムにとって課題を提示するペレット入射に対処できる適切な制御技術の開発が必要であった。実時間密度プロファイル制御が実証され、閉じ込め損失を回避するために端部密度を維持しながら、炉心密度をグリーンワルド密度をはるかに超えて上昇させた。最近では、炉心密度の直接制御を可能にする新しいモデルベースのアプローチが実装された。調査はまず、閉じ込め改善をもたらす実証済みの可能性があるため、N入射シナリオに焦点を当てた。ペレットとN入射の組み合わせにより、ダイバータのバッファリングがさらに向上し、利用可能な運転範囲が拡大することが見出された。炉心密度がグリーンワルド密度程度まででは、非入射参照と比較して明確な改善が達成されたが、より高い密度ではこの利点は減少する。この挙動は、ASDEX Upgradeにおいて不純物流入を防ぐために必要とされる強いガス入射中に見られるものと同様の、端部密度プロファイルの外向きシフトの再発に起因する。最初の試験では、ITERベースラインシナリオのような高成形プラズマ配位がペレット入射に非常に良く応答し、端部密度プロファイルへの測定可能な影響なしに効率的な燃料供給を示すことが示された。