Transient coaxial helicity injection (CHI) in the National Spherical Torus Experiment (NSTX) has generated toroidal current on closed-flux surfaces without the use of the central solenoid. When induction from the central solenoid was added, CHI initiated discharges in NSTX achieved 1 MA of plasma current using 65% of the solenoid flux of standard induction-only discharges. In addition, the CHI-initiated discharges have lower density and a low normalized internal plasma inductance of 0.35, as desired for achieving advanced scenarios. Transient CHI will be used for non-inductive plasma start-up on the upgrade to NSTX (NSTX-U) that is now under construction. It will have numerous improvements that significantly enhance CHI start-up capability. The TSC code is now starting to be used for full discharge simulation, which includes solenoid-less start-up with CHI and subsequent non-inductive current ramp-up using neutral beams. These results suggest that the increased injector flux capability of NSTX-U should allow CHI start-up at more than the 400 kA level and that the new tangential neutral beam system on NSTX-U should be able to ramp the current to the 1 MA levels.
国立球状トーラス実験装置(NSTX)における過渡的同軸ヘリシティ入射(CHI)は、中心ソレノイドを使用せずに閉磁気面にトロイダル電流を生成した。中心ソレノイドによる誘導を追加した場合、CHIによって開始された放電は、標準的な誘導のみの放電に必要なソレノイド磁束の65%を用いて1 MAのプラズマ電流を達成した。さらに、CHIによって開始された放電は、先進シナリオの達成に望ましいとされる低密度かつ低い規格化内部インダクタンス(0.35)を示した。過渡的CHIは、現在建設中のNSTXのアップグレード装置(NSTX-U)において、非誘導プラズマ立ち上げに使用される予定である。NSTX-Uでは、CHI立ち上げ能力を大幅に向上させる多数の改良が施される。TSCコードは現在、CHIによるソレノイドレス立ち上げと、それに続く中性粒子ビームによる非誘導電流立ち上げを含む全放電シミュレーションに使用され始めている。これらの結果は、NSTX-Uの増強されたインジェクター磁束能力により、CHI立ち上げが400 kAレベルを超えて可能となり、新しい接線方向中性粒子ビームシステムによって電流を1 MAレベルまで立ち上げられることを示唆している。