The evolution of the parameters of the plasma in the termination phase of high confinement H-modes at JET with carbon fibre composite plasma facing components (JET-C) has been analysed with a view to predict the dynamics of the plasma energy decrease for sudden terminations of the ITER QDT = 10 scenario caused by malfunction of additional heating systems. JET-C experiments show that the rate of decay of the plasma energy in the high performance H-mode termination phase is predominantly determined by the duration of the type III ELMy H-mode phase after the end of the type I ELMy H-mode regime. Longer type III ELMy H-mode phase durations lead to slower plasma energy decay rates. The duration of the type III ELMy H-mode phase is itself determined by the margin of the edge power flow (dominated by the rate of collapse of the plasma energy) over the H-mode threshold power in the termination phase, with larger margins leading to longer type III ELMy H-mode phase durations. For most of the JET-C discharges analysed the timescale for the plasma energy decrease in the termination of high energy confinement H-modes is comparable to the energy confinement time of the plasma in the high confinement phase rather than half of this value, which is to be expected for instantaneous H–L transitions. Modelling of the termination phase of ITER QDT = 10 H-modes (with transport assumptions in this phase validated against JET-C experiments) shows that similar to JET-C results the timescale for the decrease of the plasma energy is comparable and can even be longer than the energy confinement time of the burning phase, provided that ELM control can be maintained. This is due to the long sustainment of the type III ELMy H-mode by the substantial edge power flow compared to the H-mode threshold power during this phase. The large edge power flow in the termination phase of ITER high QDT plasmas is provided by the decrease of the plasma energy and the slow collapse of the alpha heating. Operational strategies in ITER to control the energy decay rate as well as the consequences of the lack of ELM control in the high QDT termination phase are presented.
JETにおける炭素繊維複合材料プラズマ対向機器(JET-C)を用いた高閉じ込めHモードの終了段階におけるプラズマパラメータの時間発展を解析し、追加加热システムの故障によって引き起こされるITERのQDT = 10シナリオの急激な終了時におけるプラズマエネルギーの減少ダイナミクスを予測することを目的とした。JET-Cの実験結果から、高性能Hモードの終了段階におけるプラズマエネルギーの減衰率は、Type I ELM領域の終了後のType III ELMy Hモード位相の持続時間に主に支配されることが示された。Type III ELMy Hモード位相の持続時間が長いほど、プラズマエネルギーの減衰率は遅くなる。Type III ELMy Hモード位相の持続時間自体は、終了段階におけるHモード閾値パワーに対する端部プラズマへのパワーフロー(プラズマエネルギーの崩壊速度に支配される)の余裕度によって決定され、余裕度が大きいほどType III ELMy Hモード位相の持続時間は長くなる。解析対象としたJET-Cのほとんどの放電において、高閉じ込めHモードの終了段階でのプラズマエネルギー減少の時間スケールは、瞬時的なH-L遷移で期待される値(閉じ込め時間の半分)ではなく、高閉じ込め位相におけるプラズマのエネルギー閉じ込め時間に匹敵するものであった。JET-Cの実験結果に対して検証された輸送モデルを用いたITERのQDT = 10 Hモードの終了段階のモデリングにより、ELM制御が維持される場合、ITERにおいてもプラズマエネルギーの減少の時間スケールはJET-Cの結果と同様に、燃焼位相のエネルギー閉じ込め時間に匹敵するか、あるいはそれよりも長くなり得ることが示された。これは、この位相においてHモード閾値パワーを大幅に上回る端部パワーフローによってType III ELMy Hモードが長時間維持されるためである。ITERの高QDTプラズマの終了段階における大きな端部パワーフローは、プラズマエネルギーの減少とアルファ粒子加熱の緩やかな崩壊によって供給される。高QDT終了段階におけるエネルギー減衰率を制御するためのITERにおける運転戦略と、ELM制御が失われた場合の結果について提示する。