Experiments in DIII-D document the ITER Baseline Scenario (IBS) at q95 ∼ 3 and PIN/PLH ∼ 1–2, in both deuterium and hydrogen utilizing Kr and Xe as Tungsten-equivalent radiators. The power threshold for H-mode operation (PLH) was determined experimentally without added impurities and found to be about a factor of two higher than the scaling law. In recent IBS experiments in deuterium, intrinsic levels of metals such as Tungsten (W) or molybdenum and inconel are present that reduce the pedestal pressure by 20%–25%. A complete radiative collapse of deuterium IBS plasmas occurs at W core concentrations CW = 10−5. Simulations show that for core temperatures expected for ITER, the plasmas would not have a radiative collapse at CW = 1 × 10−5, moreover Q = 8–10 would still be achieved for CW up to 3 × 10−5. In contrast to deuterium, the IBS in hydrogen is not affected by intrinsic high-Z impurities, indicating that hydrogen H-modes in ITER may not inform the D-T phase with respect to W accumulation and discharge survival. Compared to deuterium, the pedestal pressure in hydrogen is ∼25% lower, with much higher ELM frequency of 150 Hz, decreasing with input power. Krypton was injected in a matrix scan of input power and impurity flow in IBS hydrogen discharges. Krypton impurity density profiles in hydrogen are similar to deuterium plasmas, but at Kr flows that are 2–3 times higher for the same input power. Krypton is transported into the core and affects the whole radius; at the highest injection rates a radiative collapse occurs at core radiation fractions of 0.3–0.35, consistent with the expected maximum W radiation fraction for ITER core plasmas. Comparing the results with previous International Tokamak Physics Activity database studies of the IBS confirms that at higher radiation fraction due to high-Z impurities, a drop in H98 of >10% is observed. On the other hand, the results using Kr as a W-equivalent radiator indicate that metal (W) devices at lower core temperatures than ITER may provide overly pessimistic performance extrapolations to ITER for deuterium-tritium operation. The new DIII-D results support a more attractive option for the ITER Research Plan with a short hydrogen phase for system commissioning, transitioning to deuterium operations as soon as possible to provide relevant conditions for deuterium-tritium operations.
DIII-Dでの実験は、タングステン等価放射体としてKrとXeを用い、重水素と水素の両方において、q95 ∼ 3およびPIN/PLH ∼ 1–2でのITERベースラインシナリオ（IBS）を記録している。Hモード運転のパワー閾値（PLH）は、不純物を添加せずに実験的に決定され、スケーリング則よりも約2倍高いことが見出された。最近の重水素IBS実験では、タングステン（W）やモリブデン、インコネルなどの金属の固有レベルが存在し、ペデスタル圧力を20%～25%低下させる。重水素IBSプラズマの完全な放射崩壊は、Wコア濃度CW = 10−5で発生する。シミュレーションは、ITERで予想されるコア温度では、プラズマはCW = 1 × 10−5で放射崩壊を起こさず、さらにCWが3 × 10−5までであればQ = 8–10が依然として達成されることを示している。重水素とは対照的に、水素中のIBSは固有の高Z不純物の影響を受けず、ITERにおける水素Hモードは、W蓄積と放電生存に関してD-Tフェーズに情報を提供しない可能性があることを示している。重水素と比較して、水素中のペデスタル圧力は約25%低く、ELM周波数は150 Hzとかなり高く、入力パワーとともに減少する。クリプトンは、IBS水素放電において、入力パワーと不純物流量のマトリックススキャンで注入された。水素中のクリプトン不純物密度分布は重水素プラズマと類似しているが、同じ入力パワーに対してKr流量は2～3倍高い。クリプトンはコアに輸送され、半径全体に影響を及ぼす。最高の注入率では、コア放射割合が0.3～0.35で放射崩壊が発生し、これはITERコアプラズマで予想される最大W放射割合と一致する。結果を、IBSに関する以前の国際トカマク物理活動データベース研究と比較すると、高Z不純物によるより高い放射割合では、H98の10%超の低下が観測されることが確認される。一方、W等価放射体としてKrを用いた結果は、ITERよりも低いコア温度の金属（W）装置が、重水素-トリチウム運転に関してITERへの過度に悲観的な性能外挿を提供する可能性があることを示している。新しいDIII-D結果は、システム試運転のための短い水素フェーズを伴い、重水素-トリチウム運転のための適切な条件を提供するためにできるだけ早く重水素運転に移行するという、ITER研究計画にとってより魅力的な選択肢を支持する。