Kinetic equilibrium reconstruction (KER) in tokamaks is the solution of the free-boundary MHD equilibrium that best fits the external magnetic measurements and the internal plasma profiles as imposed from modeling and/or available internal measurements. In this paper, for the first time, the KER has been performed in real-time by coupling the free-boundary equilibrium code LIUQE to the 1.5D transport code RAPTOR, during a TCV discharge. The transport code is used as a dynamic state observer evolving the current diffusion equation, the electron heat and particle diffusion equations and correcting the prediction with the measurements available in real-time, making use of the extended Kalman filter (EKF) method. The simple coupling strategy, based on a matching of the free functions ( and ) on the right-hand-side of the Grad Shafranov equation, is shown to be effective in providing consistency of pressure and current density profiles between the two codes. We also show that, despite this highly non-linear system, this technique does not require significant additional computational time with respect to the running times of the two independent codes and does not require a tight coupling of the two codes allowing therefore their independent development. The KER is compared to standard real-time equilibrium reconstruction, performed routinely in TCV, where only the external magnetic measurements are taken into account. The following cases are considered: flat central ne, current density broadening due to applied electron cyclotron current drive and neoclassical tearing mode causing a temperature drop. The KER reproduces the expected changes of the internal profiles, tracking their dynamic evolution in their physical timescales.
トカマクにおける運動論的平衡再構成（KER）は、外部磁気測定と、モデリングおよび／または利用可能な内部測定から課される内部プラズマプロファイルに最も適合する自由境界MHD平衡の解である。本論文では、TCV放電中に、自由境界平衡コードLIUQEを1.5D輸送コードRAPTORに結合することにより、KERが初めてリアルタイムで実行された。輸送コードは、動的状態オブザーバとして使用され、電流拡散方程式、電子熱および粒子拡散方程式を発展させ、拡張カルマンフィルタ（EKF）法を利用して、リアルタイムで利用可能な測定値で予測を補正する。グラド・シャフラノフ方程式の右辺における自由関数（ と ）の一致に基づく単純な結合戦略は、2つのコード間で圧力および電流密度プロファイルの整合性を提供するのに有効であることが示されている。また、この高度に非線形なシステムにもかかわらず、この手法は、2つの独立したコードの実行時間と比較して、有意な追加計算時間を必要とせず、また2つのコードの緊密な結合を必要としないため、それらの独立した開発が可能であることも示す。KERは、外部磁気測定のみを考慮した、TCVで日常的に実行される標準的なリアルタイム平衡再構成と比較される。考慮されるケースは以下の通りである：平坦な中心ne、印加された電子サイクロトロン電流駆動による電流密度の広がり、および温度低下を引き起こす新古典テアリングモード。KERは、内部プロファイルの期待される変化を再現し、それらの物理的タイムスケールでの動的進化を追跡する。