HL-2M is a new medium-sized tokamak under construction at the Southwestern Institute of Physics, dedicated to supporting the critical physics and engineering issues of ITER and CFETR. Analyzing integrated plasma scenarios is essential for assessing performance metrics and foreseeing physics as well as the envisaged experiments of HL-2M. This paper comprehensively presents the kind of expected discharge regimes (conventional inductive (baseline), hybrid and steady-state) of HL-2M based on the integrated suite of codes METIS. The simulation results show that the central electron temperature of the baseline regime can achieve more than 10 keV by injecting 27 MW of heating power with a plasma current of Ip = 3 MA and Greenwald fraction f G = 0.65, with the thermal energy and βN reaching 5 MJ and 2.5, respectively. The hybrid regime with f ni = 80%–90% can be realized at Ip = 1–1.4 MA with f G around 0.5, where βN is 2.3–2.5 with H98(y ,2) = 1.1. Because of the effect of the on-axis NBCD, the hybrid steady state, at Ip = 1.0 and 1.2, can be achieved more easily than the steady state regimes with reversed shear, corresponding to βN = 2.6 and 3.4. Such studies show that HL-2M is a flexible tokamak with a significant capacity for generating a broad variety of plasmas as a consequence of the different heating and current drive systems installed.
HL-2Mは、南西物理研究所で建設中の中型トカマクであり、ITERおよびCFETRの重要な物理的・工学的課題を支援することを目的としている。統合プラズマシナリオの解析は、HL-2Mの性能評価と物理的予測、ならびに想定される実験の評価に不可欠である。本論文では、統合コード群METISに基づき、HL-2Mの想定される放電領域（従来型（ベースライン）、ハイブリッド、定常）を包括的に提示する。シミュレーション結果によれば、ベースライン領域では、プラズマ電流Ip = 3 MA、グリーンワルド密度比fG = 0.65、加熱パワー27 MWの条件下で、中心電子温度が10 keV以上に達することが可能であり、熱エネルギーは5 MJ、規格化ベータβNは2.5に達する。ハイブリッド領域では、Ip = 1〜1.4 MA、fG ≈ 0.5の条件下で、fni = 80%〜90%が実現可能であり、このときβN = 2.3〜2.5、H98(y,2) = 1.1である。オンマグネティック軸中性粒子ビーム電流駆動（on-axis NBCD）の効果により、ハイブリッド定常状態は、Ip = 1.0および1.2において、逆転シアを有する定常状態（対応するβN = 2.6および3.4）よりも容易に達成できる。これらの研究は、HL-2Mが多様な加熱・電流駆動システムを備えた柔軟なトカマクであり、多種多様なプラズマを生成する大きな能力を有することを示している。