Consideration is given to some practical features associated with beta optimization in neutral-beam-heated tokamaks. Previous ideal MHD stability calculations of beta limits have employed ad hoc pressure and current density profiles. A coupled 1 – 1/2-D transport-ballooning eigenmode model was used to match observable experimental parameters and to simulate those not directly measured (such as the beam deposition and heating profiles), including neutral gas and impurity effects. With this model it was found that: (1) beta values exceeding the ideal MHD limits have been obtained, and (2) strong effects of direct beam contributions to the pressure, or indirect effects of strong local beam heating, can outweigh the relatively remote vacuum field shaping in well-penetrated discharges. Since beam-induced currents can produce significant changes in transport by changing the location and width of islands produced by saturated resistive tearing modes, these have been calculated self-consistently.
中性粒子入射加熱トカマクにおけるベータ最適化に関連するいくつかの実用的な側面について考察する。これまでのベータ限界の理想MHD安定性計算では、アドホックな圧力分布と電流密度分布が用いられてきた。結合型1次元半輸送・バルーニング固有モードモデルを用いて、観測可能な実験パラメータを再現し、直接測定されないパラメータ(ビーム堆積や加熱プロファイルなど)をシミュレーションした。これには中性ガスおよび不純物の効果も含まれる。このモデルにより以下のことが見出された:(1) 理想MHD限界を超えるベータ値が達成可能であること、(2) 圧力への直接ビーム寄与の強い効果、あるいは強い局所ビーム加熱の効果が、十分に浸透した放電における比較的遠方の真空磁場形状の効果を上回り得ること。ビーム誘起電流は、飽和した抵抗性テアリングモードによって生成される磁気島の位置と幅を変化させることにより、輸送に有意な変化をもたらす可能性があるため、これらは自己無撞着に計算された。