Alfvénic instabilities (AEs) are well known as a potential cause of enhanced fast ion transport in fusion devices. Given a specific plasma scenario, quantitative predictions of (i) expected unstable AE spectrum and (ii) resulting fast ion transport are required to prevent or mitigate the AE-induced degradation in fusion performance. Reduced models are becoming an attractive tool to analyze existing scenarios as well as for scenario prediction in time-dependent simulations. In this work, a neutral beam heated NSTX discharge is used as reference to illustrate the potential of a reduced fast ion transport model, known as kick model, that has been recently implemented for interpretive and predictive analysis within the framework of the time-dependent tokamak transport code TRANSP. Predictive capabilities for AE stability and saturation amplitude are first assessed, based on given thermal plasma profiles only. Predictions are then compared to experimental results, and the interpretive capabilities of the model further discussed. Overall, the reduced model captures the main properties of the instabilities and associated effects on the fast ion population. Additional information from the actual experiment enables further tuning of the model's parameters to achieve a close match with measurements.
アルヴェーン不安定性(AE)は、核融合装置における高速イオン輸送の増大を引き起こす可能性があることでよく知られている。特定のプラズマシナリオが与えられた場合、(i) 予想される不安定なAEスペクトルと、(ii) それに伴う高速イオン輸送の定量的予測は、AEによる核融合性能の劣化を防止または緩和するために必要である。簡約モデルは、既存のシナリオの解析だけでなく、時間依存シミュレーションにおけるシナリオ予測のための魅力的なツールとなりつつある。本研究では、中性粒子ビーム加熱されたNSTX放電を参照例として用い、時間依存トカマク輸送コードTRANSPの枠組み内で最近実装された、キックモデルとして知られる簡約高速イオン輸送モデルの可能性を実証する。まず、熱プラズマプロファイルのみに基づいて、AE安定性と飽和振幅に関する予測能力を評価する。次に、予測結果を実験結果と比較し、モデルの解釈能力についてさらに考察する。全体として、この簡約モデルは、不安定性の主要な特性と、それに伴う高速イオン集団への影響を捉えている。実際の実験からの追加情報により、モデルのパラメータをさらに調整し、測定値との良好な一致を達成することが可能となる。