The poloidal field (PF) coil system on ITER, which provides both feedforward and feedback control of plasma position, shape, and current, is a critical element for achieving mission performance. Analysis of PF capabilities has focused on the 15 MA Q = 10 scenario with a 300–500 s flattop burn phase. The operating space available for the 15 MA ELMy H-mode plasma discharges in ITER and upgrades to the PF coils or associated systems to establish confidence that ITER mission objectives can be reached have been identified. Time dependent self-consistent free-boundary calculations were performed to examine the impact of plasma variability, discharge programming and plasma disturbances. Based on these calculations a new reference scenario was developed based upon a large bore initial plasma, early divertor transition, low level heating in L-mode and a late H-mode onset. Static equilibrium analyses for this scenario, which determine PF coil currents to produce a given plasma configuration, indicate that the original PF coil limitations do not allow low li(<0.8) operation or plasmas with lower flux consumption, and the flattop burn durations were predicted to be less than the desired 400 s. This finding motivates the expansion of the operating space, considering several upgrade options to the PF coils. Analysis was also carried out to examine the feedback current reserve required in the central solenoid and PF coils during a series of disturbances, heating and current drive sources for saving volt-seconds in rampup, a feasibility assessment of the 17 MA scenario was undertaken, and the rampdown phase of the discharge is discussed. Results of the studies show that the new scenario and modified PF system will allow a wide range of 15 MA 300–500 s operation and more limited but finite 17 MA operation.
ITERのポロイダル磁場（PF）コイルシステムは、プラズマ位置、形状、および電流のフィードフォワードおよびフィードバック制御の両方を提供し、ミッション性能を達成するための重要な要素である。PF能力の解析は、300–500秒のフラットトップ燃焼フェーズを有する15 MA Q = 10シナリオに焦点を当ててきた。ITERにおける15 MA ELMy Hモードプラズマ放電に利用可能な運転領域と、ITERのミッション目標が達成可能であるという確信を確立するためのPFコイルまたは関連システムのアップグレードが特定された。時間依存の自己無撞着自由境界計算を実行し、プラズマ変動、放電プログラミング、およびプラズマ擾乱の影響を調べた。これらの計算に基づいて、大口径の初期プラズマ、早期ダイバータ遷移、Lモードでの低レベル加熱、および後期Hモード開始に基づく新しい参照シナリオが開発された。このシナリオに対する静的平衡解析は、与えられたプラズマ配位を生成するためのPFコイル電流を決定し、元のPFコイルの制限では低li(<0.8)運転またはより低いフラックス消費のプラズマが許容されず、フラットトップ燃焼時間は所望の400秒未満と予測されることを示している。この発見は、PFコイルのいくつかのアップグレードオプションを考慮して、運転領域の拡大を動機付ける。また、一連の擾乱の間に中心ソレノイドおよびPFコイルに必要なフィードバック電流予備を調べるための解析も実施され、ランプアップ時のボルト秒節約のための加熱および電流駆動源、17 MAシナリオの実現可能性評価が行われ、放電のランプダウンフェーズが議論される。研究の結果は、新しいシナリオと変更されたPFシステムが、広範囲の15 MA 300–500秒運転と、より限定的だが有限の17 MA運転を可能にすることを示している。