A new concept of steady-state scenario for tokamak reactors is proposed. It is based on cyclic operations, alternating phases of positive and negative loop voltage with no magnetic flux consumption on average. Localized non-inductive current drive by electron cyclotron waves is used to trigger and sustain an internal transport barrier (ITB), whereas neutral beam current drive is used to periodically recharge the tokamak transformer. The fact of operating in cycles relaxes the hard constraint of simultaneous fusion performance maximization and full non-inductive operation, within the MHD stability limits. Integrated modelling simulations are performed to apply this concept for the ITER steady-state regime. A linear MHD analysis of the instabilities that could appear in this type of scenario is performed, showing that MHD stability would be strongly improved with respect to a steady regime with a strong ITB.
トカマク炉の定常状態シナリオの新しい概念が提案される。これは、平均的に磁束消費を伴わない正および負のループ電圧の位相を交互に繰り返す周期的運転に基づく。電子サイクロトロン波による局所的非誘導電流駆動は、内部輸送障壁(ITB)をトリガーし維持するために用いられ、一方、中性粒子ビーム電流駆動はトカマク変圧器を定期的に再充電するために用いられる。周期的に運転するという事実は、MHD安定性限界内での核融合性能最大化と完全非誘導運転の同時達成という厳しい制約を緩和する。統合モデリングシミュレーションは、この概念をITER定常状態運転に適用するために実施される。この種のシナリオに現れる可能性のある不安定性の線形MHD解析が実施され、強いITBを有する定常運転と比較してMHD安定性が大幅に改善されることが示される。