The 'hybrid' scenario is an attractive operating scenario for ITER since it combines long plasma duration with the reliability of the reference H-mode regime. We review the recent European modelling effort carried out within the Integrated Scenario Modelling group which aims at (i) understanding the underlying physics of the hybrid regime in ASDEX-Upgrade and JET and (ii) extrapolating them towards ITER. JET and ASDEX-Upgrade hybrid scenarios performed under different experimental conditions have been simulated in an interpretative and predictive way in order to address the current profile dynamics and its link with core confinement, the relative importance of magnetic shear, s, and E × B flow shear on the core turbulence, pedestal stability and H–L transition. The correlation of the improved confinement with an increased s/q at outer radii observed in JET and ASDEX-Upgrade discharges is consistent with the predictions based on the GLF23 model applied in the simulations of the ion and electron kinetic profiles. Projections to ITER hybrid scenarios have been carried out focusing on optimization of the heating/current drive schemes to reach and ultimately control the desired plasma equilibrium using ITER actuators. Firstly, access condition to the hybrid-like q-profiles during the current ramp–up phase has been investigated. Secondly, from the interpreted role of the s/q ratio, ITER hybrid scenario flat-top performance has been optimized through tailoring the q-profile shape and pedestal conditions. EPED predictions of pedestal pressure and width have been used as constraints in the interpretative modelling while the core heat transport is predicted by GLF23. Finally, model-based approach for real-time control of advanced tokamak scenarios has been applied to ITER hybrid regime for simultaneous magnetic and kinetic profile control.
「ハイブリッド」シナリオは、長時間のプラズマ持続と基準Hモード体制の信頼性を兼ね備えているため、ITERにとって魅力的な運転シナリオである。本稿では、統合シナリオモデリンググループ内で実施された最近の欧州におけるモデリング努力をレビューする。その目的は、(i)ASDEX-UpgradeおよびJETにおけるハイブリッド体制の基礎となる物理の理解、および(ii)それらのITERへの外挿である。異なる実験条件下で実施されたJETおよびASDEX-Upgradeのハイブリッドシナリオを、解釈的および予測的な方法でシミュレーションし、電流分布ダイナミクスとそのコア閉じ込めとの関連、コア乱流に対する磁気シアsおよびE×Bフローシアの相対的重要性、ペデスタル安定性、ならびにH–L遷移について検討した。JETおよびASDEX-Upgradeの放電において外側領域で観測された改善された閉じ込めと増加したs/qとの相関は、イオンおよび電子の運動論的分布のシミュレーションに適用されたGLF23モデルに基づく予測と一致する。ITERハイブリッドシナリオへの外挿は、ITERのアクチュエータを用いて所望のプラズマ平衡に到達し、最終的に制御するための加熱・電流駆動スキームの最適化に焦点を当てて実施された。まず、電流立ち上げ段階におけるハイブリッド様q分布への到達条件が調査された。次に、解釈的モデリングにおいてs/q比の解釈された役割に基づき、q分布形状とペデスタル条件を調整することにより、ITERハイブリッドシナリオの定常状態性能が最適化された。ペデスタル圧力とその幅に関するEPED予測は解釈的モデリングにおける制約条件として使用され、一方、コア熱輸送はGLF23によって予測された。最後に、先進トカマクシナリオのリアルタイム制御のためのモデルベースアプローチが、磁気分布と運動論的分布の同時制御のためのITERハイブリッド体制に適用された。