A review is presented of the scenarios and physics of advanced tokamak discharges and the associated technical enhancements leading towards enhanced performance and steady state operation in ASDEX Upgrade. A stationary advanced tokamak scenario with internal transport barriers (ITBs) in combination with an H mode barrier and weak shear (qmin ≈ 1) was maintained for 40 confinement times and several internal skin times with HITERL-89PβN ≈ 5. By raising the triangularity of the plasma shape the performance was increased up to HITERL-89PβN ≈ 7.2, but β is still limited by neoclassical tearing modes. The density was raised to close to 50% of the Greenwald density either by edge gas fuelling, causing an increase of the threshold power to sustain an ITB and a decrease of Zeff below 2, or by improved core particle confinement with more triangular plasma shapes without changing the ITB onset conditions. Sufficient helium pumping and no temporal impurity accumulation was observed despite peaked impurity density profiles.MHD modes contribute to making the shear profile stationary. In the ITB/H mode scenario (1,1) fishbones clamp the q value to the vicinity of 1 and avoid sawteeth, while in ITB scenarios with reversed shear (qmin ≈ 2) (2,1) fishbones can clamp the current profile development near the q = 2 surface without causing energy confinement to deteriorate. Double tearing modes act similarly, but lead to substantial confinement losses. Applying central ECRF heating and current drive to beam heated reversed shear ITB discharges shows a substantial effect on MHD stability, affecting the passage of the q profile through qmin = 2 and degrading or prolonging the reversed shear phase, depending on the current drive direction. Moreover, reactor relevant Te ≈ Ti operation with temperatures in excess of 10 keV was achieved with internal transport barriers for both electrons and ions simultaneously. For current profile control ECCD will be supplemented by on-axis fast wave ICCD and off-axis current drive up to 400 kA using NBI (available in 2001) and ICRF mode conversion. Stationary discharges with reversed shear and qmin > 2 should then be possible at a plasma current of 1 MA according to power deposition, current drive and transport calculations.
ASDEX Upgradeにおける先進トカマクシナリオとそれに付随する技術的強化のレビューを提示する。定常運転と高性能化に向けた取り組みとして、内部輸送障壁(ITB)とHモード障壁および弱い磁気シア(qmin ≈ 1)を組み合わせた定常先進トカマクシナリオが、40回の閉じ込め時間および数回の表皮時間にわたり維持された。このときHITERL-89PβN ≈ 5であった。プラズマ形状の三角形度を高めることにより、性能はHITERL-89PβN ≈ 7まで向上したが、βは依然として新古典テアリングモードによって制限されている。密度はグリーンワルド密度の約50%まで上昇されたが、これはエッジガス入射によるもので、ITBを維持するために必要なパワーが増加し、Zeffは2以下に減少した。あるいは、より三角形度の高いプラズマ形状によるコア粒子閉じ込めの改善によって、ITB形成条件を変えずに密度を上昇させた。十分なヘリウム排気が達成され、密度分布のピーキングにもかかわらず時間的な不純物蓄積は観測されなかった。MHDモードは磁気シアを定常に保つことに寄与している。ITB/Hモードシナリオでは、(1,1)フィッシュボーンがq値を1付近に固定し、ソーテールを回避する。一方、逆磁気シアITBシナリオ(qmin ≈ 2)では、(2,1)フィッシュボーンがq = 2面付近での電流密度分布の発展を固定でき、エネルギー閉じ込めの劣化を引き起こさない。二重テアリングモードも同様の挙動を示すが、 substantialな閉じ込め損失を引き起こす。逆磁気シアITB放電への中心ECRF加熱・電流駆動の適用は、MHD安定性に顕著な影響を及ぼし、qプロファイルのqmin = 2通過に影響を与え、電流駆動方向に応じて逆磁気シア位相を劣化または延長させる。さらに、電子とイオンの両方で内部輸送障壁を有する状態で、10 keVを超える温度での炉心関連条件(Te ≈ Ti)が達成された。電流プロファイル制御のため、ECCDはオン軸高速波ICRFおよびオフ軸NBI電流駆動(2001年に利用可能、最大400 kA)によって補完される。これにより、プラズマ電流1 MAにおいて、逆磁気シアとqmin > 2を有する定常放電が、パワー堆積、電流駆動、輸送計算に基づき実現可能となるはずである。