Effects of high- ( is the particle charge number) tungsten impurity ions on the plasma response to the resonant magnetic perturbation (RMP) field are numerically investigated for the ITER 15 MA baseline scenario, where the tungsten contribution to the plasma response is computed with a drift-kinetic model while the bulk thermal particle contributions follow the fluid approximation. The study yields three highlights: (i) the drift-kinetic contribution of the tungsten impurity exerts minor influence on the plasma response compared to that computed by the pure fluid model without tungsten; (ii) a new figure of merit, based on the resonant spectrum perturbation at the plasma boundary surface, results in different optimal coil phasing compared to that previously obtained by maximizing the edge-peeling plasma response; (iii) the optimal RMP (for edge localized mode (ELM) control, is the toroidal mode number) is found to induce a large tungsten particle influx near the plasma edge associated with the neoclassical toroidal viscosity. The study thus provides useful data on the compatibility of the full tungsten wall with RMP ELM control in ITER.
高Z(Zは粒子電荷数)タングステン不純物イオンが共鳴磁場摂動(RMP)場に対するプラズマ応答に及ぼす効果を、ITER 15 MAベースラインシナリオについて数値的に調査した。ここでは、タングステンのプラズマ応答への寄与はドリフト運動論モデルで計算し、バルク熱粒子の寄与は流体近似に従って計算する。この研究は3つの重要な結果をもたらす:(i) タングステン不純物のドリフト運動論的寄与は、タングステンを含まない純流体モデルによって計算されたプラズマ応答と比較して、プラズマ応答にわずかな影響しか及ぼさない;(ii) プラズマ境界表面における共鳴スペクトル摂動に基づく新しい性能指標は、エッジピーリングプラズマ応答を最大化することで以前に得られたものとは異なる最適コイル位相をもたらす;(iii) 最適なn RMP(周辺局在モード(ELM)制御用、nはトロイダルモード数)は、新古典トロイダル粘性に関連するプラズマエッジ近傍での大きなタングステン粒子流入を誘起することが見いだされた。したがって、この研究は、ITERにおける完全タングステン壁とRMPによるELM制御の両立性に関する有用なデータを提供する。