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Kinetic equilibrium prediction at TCV using RAPTOR and FBT

C.E. Contré, A. Merle, O. Sauter, S. Van Mulders, R. Coosemans, G. Durr-Legoupil-Nicoud, F. Felici, O. Février, C. Heiss, B. Labit2026年8月Nuclear FusionIF 3出版社

We present results from a new Kinetic-Equilibrium Prediction workflow and shot preparation for full Tokamak à Configuration Variable (TCV) discharges, by coupling predict-first RAPTOR transport simulations with FBT inverse equilibrium calculations. RAPTOR is a 1.5D transport code which has been extensively used for plasma shot optimization and real-time modeling. We show that rapid pre-shot simulations can be performed directly using information from the pulse schedule across a wide range of plasma shapes and scenarios, given an estimate of the confinement quality factor and line-averaged density. The resulting and profiles are then provided to the pre-shot equilibrium computation performed by FBT—a static free-boundary solver routinely used at TCV—achieving convergence between the two codes in a few iterations. Finally, we show that this coupling, when integrated into the TCV shot preparation, improves the evaluation of the coil currents needed to match the target plasma shape; in particular providing an accurate estimate of critical quantities such as the internal inductance and normalized pressure , giving more realistic information to tokamak operators about the expected pulse behavior and enabling them to adjust the plan correspondingly.

日本語訳

我々は、予測優先型RAPTOR輸送シミュレーションとFBT逆平衡計算を結合することによる、完全なTokamak à Configuration Variable (TCV) 放電のための新しい運動論的平衡予測ワークフローとショット準備の結果を提示する。RAPTORは、プラズマショット最適化とリアルタイムモデリングに広く使用されてきた1.5D輸送コードである。閉じ込め品質係数 と線平均密度の推定値が与えられれば、パルススケジュールからの情報を直接使用して、広範囲のプラズマ形状とシナリオにわたって迅速なショット前シミュレーションを実行できることを示す。その後、結果として得られる と のプロファイルは、TCVで日常的に使用される静的自由境界ソルバーであるFBTによって実行されるショット前平衡計算に提供され、数回の反復で2つのコード間の収束を達成する。最後に、この結合がTCVショット準備に統合されると、目標プラズマ形状に一致させるために必要なコイル電流の評価を改善することを示す;特に、内部インダクタンス と規格化圧力 などの重要な量の正確な推定を提供し、トカマク運転者に期待されるパルス挙動についてより現実的な情報を与え、それに応じて計画を調整することを可能にする。

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TCV

AIによる論文要約

RAPTORとFBTを用いたTCVにおける運動論的平衡予測
JA核融合・トカマク研究の学生や若手研究者、TCVなど実験装置の放電準備・運転に関わる技術者。輸送予測と平衡計算の連携に関心がある人に有用。#核融合 #トカマク #TCV #RAPTOR #FBT
LLM向け: {"Title": "RAPTOR輸送予測とFBT逆平衡計算を結合したTCV放電の事前平衡予測ワークフロー", "Authors": "記載なし", "Rese…

核融合トカマク装置TCVで、実験前にプラズマ放電を予測する新しいワークフローを開発した。輸送コードRAPTORによる予測計算と、平衡計算コードFBTを組み合わせ、放電スケジュールと閉じ込め品質、線平均密度から温度・密度分布を推定する。その分布をFBTに渡すと、数回の反復で両者が整合し、目標のプラズマ形状に必要なコイル電流をより正確に評価できる。さらに内部インダクタンスや規格化圧力も推定でき、運転者が放電計画を調整しやすくなる。TCVのショット準備を効率化する成果である。

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