The advanced tokamak programme on DIII-D is to develop the scientific basis for steady state, high performance operation in future devices. We report on experiments attempting to demonstrate sustainment of 100% noninductive current for several seconds at high beta, using up to 2.5 MW of off-axis electron cyclotron current drive and up to 15 MW of neutral beam injection with q95 ≈ 5. A 100% noninductive condition was achieved with βT = 3.6%, βN = 3.5, H89 = 2.4 and improved current drive alignment. However, the duration of this phase was limited by the pressure profile evolution leading to magnetohydrodynamic instabilities after about 0.7 s. In a separate discharge, a nearly (∼90%) noninductive, stationary condition was maintained for one current relaxation time (1.8 s) only limited by the duration of the hardware system. These experiments have achieved normalized fusion performance with bootstrap current fraction fBS ≈ 60%, consistent with requirements for the ITER Q = 5 steady-state scenarios. The modelling tools that were successfully employed to devise experiments in DIII-D are applied to ITER, indicating that full noninductive operation is plausible for an ITER steady-state scenario with Q ≈ 5.
DIII-Dの先進トカマク計画は、将来の装置における定常・高性能運転のための科学的基盤を構築することである。我々は、q95≈5において、最大2.5MWのオフセンター電子サイクロトロン電流駆動と最大15MWの中性粒子入射を用いて、高ベータでの100%非誘導電流の数秒間の維持を実証しようとする実験について報告する。βT=3.6%、βN=3.5、H89=2.4、そして改善された電流駆動の位置合わせを備えた100%非誘導条件が達成された。しかしながら、このフェーズの持続時間は、圧力分布の時間発展により約0.7秒後に電磁流体力学的不安定性が生じたため制限された。別の放電では、ほぼ（約90%）非誘導の定常状態が、1回の電流緩和時間（1.8秒）の間維持され、これはハードウェアシステムの持続時間によってのみ制限された。これらの実験は、ITERのQ=5定常状態シナリオの要件と一致する、ブートストラップ電流分率fBS≈60%を備えた、規格化された核融合性能を達成した。DIII-Dでの実験を考案するために首尾よく採用されたモデリングツールがITERに適用され、Q≈5のITER定常状態シナリオでは完全な非誘導運転が実現可能であることを示している。