The CRONOS suite of codes and the GLF23 theory-based transport model are used to perform a 1.5D analysis of the DEMO design. The study uses plasma parameters similar to those obtained in the European Power Plant Conceptual Study in the case of a scenario with moderate inductive current, high bootstrap current fraction, relatively small major radius R = 7.5 m and minor radius a = 2.5 m and high elongation and triangularity. It is shown how it is possible to obtain a high fusion power of 2600 MW and high fusion gain Q = 26.5 by adding 98 MW off-axis neutral beam at a moderately high Greenwald fraction of 1.2. A non-inductive current fraction of 88% is obtained mainly from the bootstrap current at the plasma edge, where a high pedestal of 7.8 keV has been considered in order to optimize the alpha power. It is also shown how by adding 66 MW of electron cyclotron waves to the previous scenario a 100% non-inductive current steady-state scenario can be obtained with a reversed q profile. However, in this case the fusion gain drops to 17.2 due to the higher input power. The application of LH waves is also discussed.
CRONOSコード群とGLF23理論ベーストランスポートモデルを用いて、DEMO設計の1.5D解析を実施した。本研究では、欧州発電炉概念設計におけるものと類似したプラズマパラメータを用いており、中程度の誘導電流、高い自発電流分岐比、比較的小さい主半径R = 7.5 m、副半径a = 2.5 m、ならびに高い伸長度と三角形度を有するシナリオを対象としている。中程度のグリーンワルド密度限界比1.2において、オフアクシス中性粒子入射加熱98 MWを追加することにより、高い核融合出力2600 MWと高い核融合利得Q = 26.5を達成できることを示した。プラズマ周辺部において高いペデスタル圧力7.8 keVを考慮することで、主に自発電流からなる非誘導電流分岐比88%が得られ、アルファ粒子加熱の最適化が図られている。さらに、このシナリオに電子サイクロトロン波加熱66 MWを追加することにより、反転qプロファイルを有する完全非誘導電流定常シナリオ(100%)が実現可能であることを示した。ただし、この場合、入力電力の増加により核融合利得は17.2に低下する。また、LH波の適用についても議論する。