Significant deviations from well established power laws for the thermal energy confinement time, obtained from extensive databases analysis as the IPB98(y,2), have been recently reported in dedicated power scans. In order to illuminate the adequacy, validity and universality of power laws as tools for predicting plasma performance, a simplified analysis has been carried out in the framework of a minimal modeling for heat transport which is, however, able to account for the interplay between turbulence and collinear effects with the input power known to play a role in experiments with significant deviations from such power laws. Whereas at low powers, the usual scaling laws are recovered with little influence of other plasma parameters, resulting in a robust power low exponent, at high power it is shown how the exponents obtained are extremely sensitive to the heating deposition, the q-profile or even the sampling or the number of points considered due to highly non-linear behavior of the heat transport. In particular circumstances, even a minimum of the thermal energy confinement time with the input power can be obtained, which means that the approach of the energy confinement time as a power law might be intrinsically invalid. Therefore plasma predictions with a power law approximation with a constant exponent obtained from a regression of a broad range of powers and other plasma parameters which can non-linearly affect and suppress heat transport, can lead to misleading results suggesting that this approach should be taken cautiously and its results continuously compared with modeling which can properly capture the underline physics, as gyrokinetic simulations.
熱エネルギー閉じ込め時間に関する確立されたべき乗則からの有意な偏差が、IPB(y,2)などの広範なデータベース解析から得られたものであるが、専用のパワースキャン実験において最近報告されている。プラズマ性能予測のためのツールとしてのべき乗則の妥当性、有効性、普遍性を明らかにするため、熱輸送の最小モデルの枠組み内で簡略化された解析が実施された。このモデルは、そのようなべき乗則からの有意な偏差を示す実験において役割を果たすことが知られている入力パワーと乱流効果および衝突効果との間の相互作用を説明することができるものである。低パワー領域では、他のプラズマパラメータの影響をほとんど受けずに通常のスケーリング則が回復され、その結果、頑健なべき乗則指数が得られるが、高パワー領域では、得られる指数が加熱分布、qプロファイル、あるいは考慮するサンプリング点数に対して極めて敏感であることが示される。これは、熱輸送の強く非線形な挙動に起因する。特定の状況では、入力パワーに対する熱エネルギー閉じ込め時間の最小値さえも得られる可能性があり、これは熱エネルギー閉じ込め時間をべき乗則として扱うアプローチが本質的に無効であることを意味する。したがって、広範囲のパワーおよび他のプラズマパラメータにわたる回帰から得られた一定指数を持つべき乗則近似を用いたプラズマ予測は、誤解を招く結果をもたらす可能性がある。このことは、このようなアプローチは慎重に採用されるべきであり、その結果はジャイロ運動論シミュレーションなどの基礎物理を適切に捕捉できるモデリングと継続的に比較検証されるべきであることを示唆している。