Radiative mantle scenarios of the ignited ITER Engineering Design Activity (EDA) with argon and neon influxing are explored by computer experiments using special versions of the 1.5 dimensional (1.5-D) BALDUR predictive transport code. An empirical scaling law for the effective heat diffusivity, compatible with the ITERH92-P ELMy H mode scaling and validated against experiments, is applied. The prescribed flat density profiles, conductive heat loss across the separatrix of 200 MW and ratio τ*He/ τE,r of 10 are reached in the simulations. Self-sustained thermonuclear burn is achieved for at least 485 s. The helium ash concentrations of up to 9.5% are found to cause significant fuel dilution. Owing to the high electron density, only small argon and neon fractions of 0.07 and 0.27%, respectively, are needed. In the argon scenario, the required radiation corrected thermal energy confinement time τE,r is 4.8 s. The confinement time predicted by the local scaling law is 1.4 times longer and agrees with the global scaling prediction. With argon, the design parameters are reached by radiating 128 MW within the separatrix, thus reducing the energy flow to the divertor to 73 MW. In the neon case with its more peripheral radiation, the radiative loss within the separatrix has to be diminished. Owing to the flat profile of the fuel ion density, the neoclassical drift velocities of argon and neon are directed outwards in the whole plasma. In the argon scenario, the sensitivity of transport to the density profile shape is studied. It is found that τE,r remains almost unchanged, varying between 4.5 and 4.8 s, which is explained by an analytic expression for the thermal energy. Peaking of the electron and impurity densities does not alter the required argon concentration but causes a peaking of the radiation profiles and reduction in the temperatures. Sufficiently narrow fuel ion density profiles are shown to cause inward directed neoclassical drift velocities of argon in the collisionless plasma. The minimum density for steady state operation at the designed alpha particle heating power, still compatible with the transport predicted by the heat diffusivity scaling, is found to be ⟨ne⟩ = 9.1 × 1019 m-3.
点火状態のITER工学設計活動(EDA)の放射マントルシナリオを、1.5次元(1.5-D)BALDUR予測輸送コードの特別版を用いた計算機実験により探索した。実効熱拡散率に関する経験的スケーリング則を適用した。これはITERH92-P ELMy Hモードスケーリングと整合し、実験に対して検証されている。規定された平坦な密度分布、セパラトリックスを横切る200 MWの伝導熱損失、および比 τ*He/τE,r が10であることがシミュレーションにおいて達成された。自己維持型熱核燃焼は少なくとも485秒間達成される。ヘリウム灰濃度は最大9.5%に達し、有意な燃料希釈を引き起こすことが見出された。高い電子密度のため、それぞれ0.07%および0.27%の小さなアルゴンおよびネオン割合のみが必要である。アルゴンシナリオでは、必要な放射補正熱エネルギー閉じ込め時間 τE,r は4.8秒である。局所スケーリング則によって予測される閉じ込め時間は1.4倍長く、大域的スケーリング予測と一致する。アルゴンでは、セパラトリックス内で128 MWを放射することにより設計パラメータに到達し、ダイバータへのエネルギー流束を73 MWに低減する。より周辺部での放射を伴うネオンの場合、セパラトリックス内の放射損失を減少させなければならない。燃料イオン密度の平坦な分布のため、アルゴンおよびネオンの新古典論的ドリフト速度はプラズマ全体で外向き方向を向く。アルゴンシナリオでは、密度分布形状に対する輸送の感度が調べられた。τE,r はほぼ不変のまま、4.5秒から4.8秒の間で変化することが見出された。これは熱エネルギーに関する解析的表現によって説明される。電子密度および不純物密度のピーキングは、必要なアルゴン濃度を変えないが、放射分布のピーキングと温度の低下を引き起こす。十分に狭い燃料イオン密度分布は、無衝突プラズマ中でアルゴンの内向き方向の新古典論的ドリフト速度を引き起こすことが示される。設計されたアルファ粒子加熱出力での定常運転に必要な最小密度は、熱拡散率スケーリングによって予測される輸送と依然として整合し、⟨ne⟩ = 9.1 × 10^19 m^-3 であることが見出された。