Along with an expanded evaluation of the equilibrium operating space of the Korea Superconducting Tokamak Advanced Research, KSTAR, experimental equilibria of the most recent plasma discharges were reconstructed using the EFIT code. In near-circular plasmas created in 2009, equilibria reached a stored energy of 54 kJ with a maximum plasma current of 0.34 MA. Highly shaped plasmas with near double-null configuration in 2010 achieved H-mode with clear edge localized mode (ELM) activity, and transiently reached a stored energy of up to 257 kJ, elongation of 1.96 and normalized beta of 1.3. The plasma current reached 0.7 MA. Projecting active and passive stabilization of global MHD instabilities for operation above the ideal no-wall beta limit using the designed control hardware was also considered. Kinetic modification of the ideal MHD n = 1 stability criterion was computed by the MISK code on KSTAR theoretical equilibria with a plasma current of 2 MA, internal inductance of 0.7 and normalized beta of 4.0 with simple density, temperature and rotation profiles. The steep edge pressure gradient of this equilibrium resulted in the need for significant plasma toroidal rotation to allow thermal particle kinetic resonances to stabilize the resistive wall mode (RWM). The impact of various materials and electrical connections of the passive stabilizing plates on RWM growth rates was analysed, and copper plates reduced the RWM passive growth rate by a factor of 15 compared with stainless steel plates at a normalized beta of 4.4. Computations of active RWM control using the VALEN code showed that the n = 1 mode can be stabilized at normalized beta near the ideal wall limit via control fields produced by the midplane in-vessel control coils (IVCCs) with as low as 0.83 kW control power using ideal control system assumptions. The ELM mitigation potential of the IVCC, examined by evaluating the vacuum island overlap created by resonant magnetic perturbations, was analysed using the TRIP3D code. Using a combination of all IVCCs with dominant n = 2 field and upper/lower coils in an even parity configuration, a Chirikov parameter near unity at normalized poloidal flux 0.83, an empirically determined condition for ELM mitigation in DIII-D, was generated in theoretical high-beta equilibria. Chirikov profile optimization was addressed in terms of coil parity and safety factor profile.
KSTARの平衡動作領域の拡大評価に伴い、EFITコードを用いて、最近のプラズマ放電の実験平衡を再構築した。2009年に生成された非円形度の低いプラズマでは、最大プラズマ電流0.34 MA、蓄積エネルギー54 kJの平衡が得られた。2010年のほぼダブルヌル配位の高非円形度プラズマでは、明瞭な周辺局在化モード(ELM)活動を伴うHモードを達成し、過渡的ではあるが、蓄積エネルギー257 kJ、伸張度1.96、規格化ベータ1.3に達した。プラズマ電流は0.7 MAに達した。設計された制御ハードウェアを用いた理想無壁ベータ限界を超える動作のための、大域的MHD不安定性の能動的・受動的安定化の予測も検討した。理想MHD n=1安定性基準の運動学的修正は、プラズマ電流2 MA、内部インダクタンス0.7、規格化ベータ4.0、単純な密度・温度・回転分布を有するKSTAR理論平衡に対してMISKコードにより計算した。この平衡の急峻な周辺圧力勾配により、熱粒子の運動論的共鳴が抵抗性壁モード(RWM)を安定化させるためには、大きなプラズマ周方向回転が必要となった。受動安定化板の様々な材料と電気的接続がRWM成長率に及ぼす影響を分析し、銅板はステンレス鋼板と比較して、規格化ベータ4.4においてRWMの受動的成長率を15分の1に低減した。VALENコードを用いた能動的RWM制御の計算では、理想壁限界付近の規格化ベータにおいて、赤道面真空容器内制御コイル(IVCC)によって生成される制御磁場により、理想的な制御システムの仮定の下で、わずか0.83 kWの制御電力でn=1モードを安定化できることを示した。共鳴磁気摂動によって生成される真空島状構造の重なりを評価することにより調べたIVCCのELM緩和能は、TRIP3Dコードを用いて解析した。n=2が支配的な全IVCCと上部/下部コイルを偶数パリティ配位で組み合わせて用いることで、DIII-DにおけるELM緩和の経験的条件である、規格化ポロイダル磁束0.83におけるカイロフパラメータがほぼ1となる状態が、理論的な高ベータ平衡において生成された。カイロフプロファイルの最適化は、コイルパリティと安全係数プロファイルの観点から検討した。