FusionPapers
図版検索トレンドwiki日本の研究
© 2026 FUSIONPAPERS
About法務情報
トップに戻る

Integrating gyrokinetic flux predictions with ideal MHD stability boundaries

J McClenaghan, K E Thome, T F Neiser, J Candy, F D Halpern, T H Osborne, S Saarelma, the MAST-U team2026年10月Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Accurate prediction of pedestal height and width in tokamaks remains a critical issue as it strongly influences the predicted plasma performance of all future reactors. We present an integrated pedestal-stability workflow that combines equilibrium scans with magnetohydrodynamic stability analysis using ELITE and GATO and gyrokinetic transport predictions using CGYRO/QLGYRO. The workflow reproduces the characteristic kinetic ballooning mode (KBM) first- and second-stability structure previously identified in gyrokinetic pedestal studies. Applied to spherical tokamaks (STs), the workflow shows good agreement with past studies when low- peeling stability is included, emphasizing the importance of resolving low- physics in ST pedestals. Extending the analysis to SPARC-like, high toroidal field plasmas, KBM and microtearing mode heat fluxes are found to increase strongly with toroidal field, suggesting that access to the KBM second-stability region may become significantly more difficult in high toroidal field devices. Comparison with global ELITE finite- analysis at SPARC parameters suggests that the H-mode pedestal lies in an intermediate regime bounded by local KBM second stability on one side and global finite- ballooning instability on the other, consistent with the EPED picture once global effects are included.

日本語訳

トカマクにおけるペデスタル高さと幅の正確な予測は、全将来炉の予測プラズマ性能に強く影響するため、依然として重要な課題である。我々は、ELITEおよびGATOを用いた平衡スキャンと磁気流体力学安定性解析、ならびにCGYRO/QLGYROを用いたジャイロ運動論的輸送予測を組み合わせた、統合ペデスタル安定性ワークフローを提示する。このワークフローは、これまでにジャイロ運動論的ペデスタル研究で同定された、特徴的な運動論的バルーニングモード(KBM)の第一および第二安定性構造を再現する。球状トカマク(ST)に適用すると、このワークフローは、低nペデスタル安定性を含めた場合に過去の研究と良好な一致を示し、STペデスタルにおける低n物理の解像の重要性を強調する。解析をSPARC類似の高トロイダル磁場プラズマに拡張すると、KBMおよびマイクロティアリングモードの熱流束がトロイダル磁場とともに強く増加することが見いだされ、高トロイダル磁場装置ではKBM第二安定性領域へのアクセスが著しく困難になる可能性が示唆される。SPARCパラメータでのグローバルELITE有限β解析との比較は、Hモードペデスタルが、一方では局所KBM第二安定性、他方ではグローバル有限βバルーニング不安定性によって境界づけられる中間領域に位置することを示唆しており、グローバル効果を含めるとEPED像と整合する。

wiki

MagnetohydrodynamicsGyrokineticMHD stabilityIdeal MHD

AIによる論文要約

ジャイロ運動論的束予測と理想MHD安定性境界の統合
JAトカマクの閉じ込め性能やペデスタル物理を学ぶ学生・研究者。MHD安定性とジャイロ運動論輸送の統合手法、球状トカマクや高磁場装置への応用を知りたい人向け。#核融合 #トカマク #ペデスタル #MHD安定性 #ジャイロ運動論
LLM向け: {"Title": "ペデスタル予測のためのジャイロ運動論輸送と理想MHD安定性の統合", "Authors": "記載なし(不明)", "Research O…

トカマクのペデスタル高さ・幅を予測するため、平衡スキャン、ELITE/GATOによるMHD安定性、CGYRO/QLGYROによるジャイロ運動論輸送を統合したワークフローを提示。KBMの第1・第2安定性構造を再現し、球状トカマクでは低nピーリング安定性を含めると過去研究と一致した。SPARC様の高トロイダル磁場ではKBMと微視的テアリングの熱流束が強まり、KBM第2安定性領域への到達が難しくなる。有限n ELITE解析との比較から、Hモードペデスタルは局所KBM第2安定性と大域バルーニング不安定性に挟まれた中間領域にあり、大域効果を含めるとEPED像と整合する。

関連論文

The impact of kinetic and global effects on ideal ballooning 2nd stable pedestals of conventional and low aspect-ratio tokamaks

2026Nuclear Fusion

Pedestal structure in H-mode plasmas

2014Nuclear Fusion

Non-local effects on pedestal kinetic ballooning mode stability

2017Plasma Physics and Controlled Fusion

On the transition to large fluxes and access to second stability in gyrokinetic simulations of electromagnetic turbulence in STEP

2026Nuclear Fusion

Ideal magnetohydrodynamic constraints on the pedestal temperature in tokamaks

2003Plasma Physics and Controlled Fusion

Global gyrokinetic simulations of kinetic ballooning mode in NSTX-U plasmas

2025Nuclear Fusion

Ideal ballooning stability in tokamak plasmas with rigid-body toroidal rotation

1993Plasma Physics and Controlled Fusion

Analysis of global hydromagnetic instabilities driven by strongly sheared toroidal flows in tokamak plasmas

2013Plasma Physics and Controlled Fusion

Overview of physics results from the conclusive operation of the National Spherical Torus Experiment

2013Nuclear Fusion

Tokamak equilibria and stability with arbitrary flows

1997Plasma Physics and Controlled Fusion