The MAST-U fusion plasma research device, an upgrade to the Mega Amp Spherical Tokamak, has recently completed its first campaign of physics operation. MAST-U operated with Ohmic, or one or two neutral beams for heating, at 400–800 kA plasma current, in conventional or 'SuperX' divertor configurations. Equilibrium reconstructions provide key plasma physics parameters vs. time for each discharge, and diagrams are produced which show where the prevalence of operation occurs as well as the limits in various operational spaces. When compared to stability limits, the operation of MAST-U so far has generally stayed out of the low q, low density instability region, and below the high density Greenwald limit, high beta global stability limit, and high elongation vertical stability limit. MAST-U still has the potential to reach higher elongation, which could benefit the plasma performance. Despite the majority of operations happening below established stability limits, disruptions do occur in the flat-top phase of MAST-U plasmas. The reasons for these disruptions are highlighted, and possible strategies to avoid them and to extend the operational space of MAST-U in future campaigns are discussed.
MAST-U核融合プラズマ研究装置は、メガアンペア球状トカマクのアップグレード版であり、最近その最初の物理運転キャンペーンを完了した。MAST-Uは、オーミック加熱、または1本もしくは2本の中性粒子ビーム加熱を用いて、400〜800 kAのプラズマ電流で、従来型または「SuperX」ダイバータ配位のいずれかで運転された。平衡再構成により、各放電について主要なプラズマ物理パラメータの時間変化が得られ、様々な運転空間における運転の分布と限界を示すダイアグラムが作成された。安定性限界と比較すると、MAST-Uの運転はこれまでのところ、低q・低密度不安定性領域を概ね回避し、高密度グリーンワルド限界、高ベータ大域的安定性限界、および高伸長度垂直安定性限界を下回っていた。MAST-Uは依然としてより高い伸長度に到達する可能性を有しており、これはプラズマ性能の向上に寄与し得る。運転の大部分が確立された安定性限界を下回っていたにもかかわらず、MAST-Uプラズマのフラットトップ相においてディスラプションは発生した。これらのディスラプションの原因を明らかにし、それらを回避するための可能な方策と、今後のキャンペーンにおけるMAST-Uの運転空間を拡張する方法について議論する。