The design and optimization of a future tokamak fusion reactor, from the point of view of the plasma performance and output fusion power, requires the understanding of the underlying physics and the validation on present experiments of the theory-based tools used for the predictions. Present experimental efforts are devoted to approach reactor-relevant parameters (collisionality, , normalized heat fluxes and sources, temperatures ratio) as much as possible.In this work a series of discharges performed on ASDEX Upgrade are presented, where plasma density and auxiliary power levels are scanned to cover a parameter space that moves towards reactor relevant parameters. On this dedicated discharge dataset, a first-principle-based model is then applied for validation. The degree of agreement between code results and experimental measurements is shown and discussed. In cases where discrepancy is found, possible causes are identified.It is shown that the employed modeling tool can predict the overall trend, consistent with more fundamental theoretical considerations, although quantitative extrapolation still has to be performed with care. Key results of this work show that the density peaking is mainly sustained by turbulence, with a minor role for the fueling source, and how this experimental demonstration is important to predict future reactor density profiles. Moreover, the role of electromagnetic effects is also pointed out.
将来のトカマク核融合炉の設計と最適化は、プラズマ性能と核融合出力の観点から、基礎となる物理の理解と、予測に用いられる理論ベースのツールの現在の実験での検証を必要とする。現在の実験的努力は、炉心関連パラメータ（衝突度、 、規格化熱流束と源、温度比）に可能な限り近づくことに向けられている。本研究では、ASDEX Upgradeで実施された一連の放電を示す。そこでは、プラズマ密度と補助加熱出力レベルを走査して、炉心関連パラメータに向かうパラメータ空間をカバーする。この専用の放電データセットに対して、第一原理に基づくモデルが検証のために適用される。コード結果と実験測定値の一致の程度が示され、議論される。不一致が見つかった場合、考えられる原因が特定される。使用したモデリングツールは、より基本的な理論的考察と整合する全体的な傾向を予測できるが、定量的外挿は依然として注意して行わなければならないことが示される。この研究の主な結果は、密度ピーキングが主に乱流によって維持され、燃料供給源の役割は小さいこと、そしてこの実験的実証が将来の炉心密度分布を予測するために重要であることを示す。さらに、電磁効果の役割も指摘される。