In the initial stages of ITER operation, ELM mitigation systems need to be commissioned. This requires controlled flat-top operation in type-I ELMy H-mode regimes. Hydrogen or helium plasma discharges are used exclusively in these stages to ensure negligible production of neutrons from fusion reactions. With the expected higher L–H power threshold of hydrogen and helium plasmas compared to corresponding D and D/T plasmas, it is uncertain whether available auxiliary power systems are sufficient to operate in stable type-I ELMy H-mode. This has been investigated using integrated core and edge/SOL/divertor modelling with JINTRAC. Assuming that the L–H power threshold is well captured by the Martin08 scaling law, the presented simulations have found that 30 MW of ECRH power is likely required for the investigated hydrogen plasma scenarios, rather than the originally planned 20 MW in the 2016 Staged Approach ITER Baseline. However, past experiments have shown that a small helium fraction (∼10%) can considerably reduce the hydrogen plasma L–H power threshold. Assuming that these results extrapolate to ITER operation regimes, the 7.5 MA/2.65 T hydrogen plasma scenario is likely to access stable type-I ELMy H-mode operation also at 20 MW of ECRH.
ITER 運転の初期段階では、ELM 緩和システムのコミッショニングが必要である。これには、type-I ELMy H モード領域での制御されたフラットトップ運転が必要である。これらの段階では、核融合反応による中性子の生成が無視できることを保証するために、水素またはヘリウムプラズマ放電が排他的に使用される。水素およびヘリウムプラズマの L–H 電力閾値は、対応する D および D/T プラズマと比較して高いと予想されるため、利用可能な補助電力システムが安定した type-I ELMy H モードで運転するのに十分であるかどうかは不確かである。これは、JINTRAC を用いた統合コア・エッジ/SOL/ダイバータモデリングを使用して調査されている。L–H 電力閾値が Martin08 スケーリング則によって適切に捕捉されると仮定すると、提示されたシミュレーションは、調査対象の水素プラズマシナリオには、2016 年の Staged Approach ITER Baseline で当初計画されていた 20 MW ではなく、30 MW の ECRH 電力が必要になる可能性が高いことを見出した。しかしながら、過去の実験により、少量のヘリウム分率（∼10%）が水素プラズマの L–H 電力閾値を大幅に低減できることが示されている。これらの結果が ITER 運転領域に外挿されると仮定すると、7.5 MA/2.65 T の水素プラズマシナリオは、20 MW の ECRH でも安定した type-I ELMy H モード運転に到達できる可能性が高い。