Accurately predicting the performance of fusion reactors like ITER is challenging due to uncertainties in scaling laws and limited validation of integrated models. This work presents numerical plasma size scans using the Integrated Model based on Engineering Parameters (IMEP) to investigate its capability to correctly capture the effect of the plasma size on pedestal and global confinement. The scans reveal that IMEP predictions closely align with IPED and the IPB98(y,2) scaling law, and suggest more optimistic confinement trends than the ITPA20-IL scaling law. Simulations of the ITER 15 MA baseline are presented, where IMEP predicts a fusion power of 600 MW and a gain of Q = 12, with pedestal pressures comparable to EPED predictions. The analysis highlights the impact of fueling methods, separatrix density, heating power, and rotation on confinement and performance, emphasizing the need for robust models to account for pedestal and core dynamics. These findings enhance confidence in IMEP predictions for ITER and future reactors, demonstrating its efficacy in investigating the impact of various factors on fusion performance, pedestal and global confinement.
ITERのような核融合炉の性能を正確に予測することは、スケーリング則における不確実性や統合モデルの検証が限られていることから困難である。本研究では、工学的パラメータに基づく統合モデル(IMEP)を用いた数値的プラズマサイズスキャンを提示し、プラズマサイズがペデスタルおよび全体閉じ込めに及ぼす影響を正しく捉える能力を調査する。スキャンにより、IMEP予測はIPEDおよびIPB98(y,2)スケーリング則と密接に一致し、ITPA20-ILスケーリング則よりも楽観的な閉じ込め傾向を示唆することが明らかになった。ITER 15 MAベースラインのシミュレーションを示し、IMEPは核融合出力600 MW、増倍率Q=12を予測し、ペデスタル圧力はEPED予測に匹敵する。本解析は、燃料供給法、セパラトリックス密度、加熱電力、および回転が閉じ込めと性能に及ぼす影響を浮き彫りにし、ペデスタルおよびコアダイナミクスを考慮するための堅牢なモデルの必要性を強調する。これらの知見は、ITERおよび将来の炉に対するIMEP予測の信頼性を高め、核融合性能、ペデスタルおよび全体閉じ込めに対する様々な因子の影響を調査する上での有効性を示すものである。