Time-dependent simulations are used to evolve plasma discharges in combination with a modified Rutherford equation for calculation of neoclassical tearing mode (NTM) stability in response to electron cyclotron (EC) feedback control in ITER. The main application of this integrated approach is to support the development of control algorithms by analyzing the plasma response with physics-based models and to assess how uncertainties in the detection of the magnetic island and in the EC alignment affect the ability of the ITER EC system to fulfill its purpose. Simulations indicate that it is critical to detect the island as soon as possible, before its size exceeds the EC deposition width, and that maintaining alignment with the rational surface within half of the EC deposition width is needed for stabilization and suppression of the modes, especially in the case of modes with helicity . A broadening of the deposition profile, for example due to wave scattering by turbulence fluctuations or not well aligned beams, could even be favorable in the case of the NTM, by relaxing an over-focussing of the EC beam and improving the stabilization at the mode onset. Pre-emptive control reduces the power needed for suppression and stabilization in the ITER baseline discharge to a maximum of 5 MW, which should be reserved and available to the upper launcher during the entire flattop phase. Assuming continuous triggering of NTMs, with pre-emptive control ITER would be still able to demonstrate a fusion gain of .
時間依存シミュレーションは、ITERにおける電子サイクロトロン(EC)フィードバック制御に応じた新古典ティアリングモード(NTM)安定性の計算のための修正ラザフォード方程式と組み合わせて、プラズマ放電を時間発展させるために用いられる。この統合的アプローチの主な用途は、物理ベースのモデルを用いてプラズマ応答を解析することにより制御アルゴリズムの開発を支援すること、および磁気島の検出とEC位置合わせにおける不確かさが、ITERのECシステムがその目的を果たす能力にどのように影響するかを評価することである。シミュレーションは、島のサイズがEC堆積幅を超える前にできるだけ早く島を検出することが重要であること、そしてモードの安定化と抑制には、有理面との位置合わせをEC堆積幅の半分以内に維持することが必要であることを示している。特に、ヘリシティ を持つモードの場合には重要である。堆積プロファイルの広がりは、例えば乱流揺らぎによる波動散乱や、あまり位置合わせされていないビームによるものなどは、ECビームの過焦点を緩和し、モード発生時の安定化を改善することにより、NTMの場合にはむしろ好都合となり得る。先制的制御により、ITERベースライン放電における抑制と安定化に必要な電力は最大5 MWに低減され、この電力はフラットトップ位相全体にわたって上部ランチャーに確保され、利用可能であるべきである。NTMの連続的なトリガを仮定すると、先制的制御を用いれば、ITERは依然として核融合利得 を実証することができるであろう。