A number of possible designs of external and in-vessel coils generating resonant magnetic perturbations (RMPs) for Type I edge localized modes (ELMs) control in ITER are analysed for the reference scenarios (H-mode, Hybrid and Steady-State) taking into account physical, technical and spatial constraints. The level of stochasticity (Chirikov parameter ∼1 at ψ1/2 ∼ 0.95) generated by the I-coils in the DIII-D experiments on ELMs suppression was taken as a reference. Designs with a toroidal symmetry n = 3 were considered to avoid lower n numbers producing larger central islands, a potential trigger of MHD instabilities. The evaluation of RMP coils designs is done with respect to the RMPs spectrum that should produce enough edge ergodisation and minimum central perturbations at minimum current. The proposed designs include in-vessel, mid-ports and external coils. Changes in the equilibrium due to changes in the internal inductance li, the poloidal beta βp and the edge magnetic shear in a reasonable range for ITER scenarios were demonstrated to have a small effect on the edge ergodisation. Present estimations were done without margins and for vacuum fields neglecting plasma response on RMPs. The validity of the vacuum approach was estimated analytically in the visco-resistive linear response regime using [1]. The typical radial magnetic field amplitudes produced by RMP coils in DIII-D and ITER are an order of magnitude or slightly above the critical values for the 'downward' bifurcation to the reconnected stage indicating the possibility of the islands formation in the pedestal region. Central islands (from the top of the pedestal) are expected to be screened.
外部および内部コイルによって生成される共鳴磁気摂動(RMP)の、ITERにおけるI型周辺局在モード(ELM)制御のための複数の可能な設計を、参照シナリオ(Hモード、ハイブリッド、定常)について、物理的・工学的・空間的制約を考慮して解析した。DIII-D実験におけるELM抑制でのIコイルによって生成される確率性のレベル(ψ1/2〜0.95におけるカイコフパラメータ〜1)を基準とした。トロイダルモード数n=3の設計を検討した。これは、より低いn数では大きな中心擾乱が生じ、MHD不安定性の潜在的なトリガーとなるためである。RMPコイル設計の評価は、最小電流で十分な周辺確率性を生成し、かつ中心擾乱を最小化するRMPスペクトルに関して行った。提案された設計には、真空容器内コイル、ポート間コイル、外部コイルが含まれる。ITERシナリオの妥当な範囲での内部インダクタンスli、ポロイダルベータβp、および周辺磁気シアの変化による平衡の変化は、周辺確率性に小さな影響しか与えないことが実証された。現在の評価はマージンなしで行われ、RMPに対するプラズマ応答を無視した真空場に基づいている。真空近似の妥当性は、粘性抵抗性線形応答領域において解析的に評価され、文献[1]の手法を用いた。DIII-DおよびITERにおけるRMPコイルによって生成される典型的な動径磁場振幅は、周辺領域における島の形成可能性を示す「下方」分岐による再結合段階への臨界値と同程度か、わずかにそれを上回る。中心部の島(ペデスタル上部からのもの)は遮蔽されると予想される。