In the four-stage approach of the new ITER Research Plan, the first pre-fusion power operation (PFPO) phase will only have limited power available from external heating and current drive (H&CD) systems: 20–30 MW provided by the electron cyclotron resonance heating (ECRH) system. Accessing the H-mode confinement regime at such low auxiliary power requires operating at low magnetic field, plasma current and density, i.e. 1.8 T and 5 MA for a density between 40% and 50% of the Greenwald density. H-mode plasmas at 5 MA/1.8 T will also be investigated in the second PFPO phase when ITER will have its full complement of H&CD capabilities installed, i.e. 20–30 MW of ECRH, 20 MW of ion cyclotron resonance heating and 33 MW of neutral beam injection. This paper describes the operational constraints and the H&CD capabilities for such scenarios in hydrogen and helium plasmas, to assess their viability and the issues it will be possible to address with them. The modelling results show that 5 MA/1.8 T scenarios are viable and will allow the exploration of the H-mode physics and control issues foreseen in the ITER Research Programme in the PFPO phases.
新しいITER研究計画の4段階アプローチにおいて、最初の核融合前出力運転（PFPO）段階では、外部加熱・電流駆動（H&CD）システムから利用可能な電力は限られており、電子サイクロトロン共鳴加熱（ECRH）システムによる20–30 MWのみである。このような低い補助電力でHモード閉じ込め状態に到達するには、低い磁場、プラズマ電流、密度、すなわちグリーンワルド密度の40%から50%の密度に対して1.8 Tおよび5 MAで運転する必要がある。5 MA/1.8 TでのHモードプラズマは、ITERにH&CD能力の全装備、すなわち20–30 MWのECRH、20 MWのイオンサイクロトロン共鳴加熱、33 MWの中性粒子入射が設置される第2のPFPO段階でも調査される予定である。本論文は、水素およびヘリウムプラズマにおけるそのようなシナリオに対する運転上の制約とH&CD能力を記述し、それらの実現可能性と、それらを用いて対処可能な課題を評価するものである。モデリング結果は、5 MA/1.8 Tシナリオが実現可能であり、PFPO段階におけるITER研究計画で想定されているHモード物理および制御課題の探求を可能にすることを示している。