The SMall Aspect Ratio Tokamak (SMART) under commissioning at the University of Seville, Spain, aims to explore confinement properties and possible advantages in confinement for compact/spherical tokamaks operating at negative vs. positive triangularity. This work explores the benefits of auxiliary heating through Neutral Beam Injection (NBI) for SMART scenarios beyond the initial Ohmic phase of operations, in support of the device's mission. Expected values of electron and ion temperature achievable with NBI heating are first predicted for the current flat-top phase, including modeling to optimize the NBI injection geometry to maximize NBI absorption and minimize losses for a given equilibrium. Simulations are then extended for a selected case to cover the current ramp-up phase. Differences with results obtained for the flat-top phase indicate the importance of determining the plasma evolution over time, as well as self-consistently determining the edge plasma parameters for reliable time-dependent simulations. Initial simulation results indicate the advantage of auxiliary NBI heating to achieve nearly double values of pressure and stored energy compared to Ohmic discharges, thus significantly increasing the device's performance. The scenarios developed in this work will also contribute to diagnostic development and optimization for SMART, as well as providing test cases for initial predictions of macro- and micro-instabilities.
スペインのセビリア大学でコミッショニング中のSMall Aspect Ratio Tokamak (SMART) は、負の三角形度と正の三角形度で運転されるコンパクト/球状トカマクにおける閉じ込め特性と、閉じ込めにおける可能性のある利点を探求することを目的としている。この研究は、装置のミッションを支援するため、初期のオーミック運転段階を超えたSMARTシナリオに対する中性粒子ビーム入射（NBI）による追加加熱の利点を探るものである。NBI加熱で達成可能な電子温度とイオン温度の期待値が、まず電流フラットトップ位相について予測される。これには、与えられた平衡に対してNBI吸収を最大化し損失を最小化するためのNBI入射幾何学形状を最適化するモデリングが含まれる。その後、選択したケースについてシミミュレーションを拡張し、電流ランプアップ位相を対象とする。フラットトップ位相について得られた結果との差異は、時間依存する信頼性の高いシミミュレーションのために、プラズマの時間発展を決定すること、および端部プラズマパラメータを自己無撞着に決定することの重要性を示している。初期のシミミュレーション結果は、オーミミック放電と比較して圧力と蓄積エネルギーのほぼ2倍の値を達成するための追加NBI加熱の利点を示しており、これにより装置の性能が大幅に向上する。この研究で開発されたシナャリオは、SMARTの診断開発と最適化にも貢献し、マクロおよびミクロ不安定性の初期予測のためのテストケースも提供する。