Here we report the progress of the development and optimization of operational scenarios for ITER and beyond, focusing upon baseline, hybrid, and steady-state scenarios since 2007. This includes advancements made by the integrated operation scenarios (IOS) topical group of the international tokamak physical activity as well as contributions from the broader tokamak community. The key area of research involves developing IOSs that encompass tokamak physics, operation, and technology by utilizing integrated modeling and control strategies. This requires leveraging available actuators to simultaneously control plasma position and shape, MHD activities that could lead to disruptions, transport, plasma-wall interaction and power exhaust, fuel cycle, fusion burn, and tritium breeding. The control extends from the plasma initiation phase, through the current ramp-up, flattop, start and end of the fusion burn, and current ramp-down, to the plasma termination phase. A review of the currently developed scenarios and modeling is provided in terms of (i) optimizing plasma initiation in ITER, (ii) preparing for the low activation phase to fully commission all tokamak systems and establish and validate physics and scenario conditions in preparation for deuterim-tritium (DT) operation, (iii) developing and preparing baseline and hybrid scenarios to demonstrate the feasibility of achieving these regimes within device constraints, (iv) exploring steady-state scenarios to meet ITER’s steady-state goals, (v) evaluating and preparing actuators for ITER, (vi) developing integrated control solutions using shared actuators. The most notable achievements include; (i) the development of ITER demonstration discharges by matching various dimensionless parameters, (ii) the development of scenarios in an ITER-like tungsten environment and DT operation, and (iii) the development of scenarios in superconducting tokamaks, enabling long-pulse operations with similar coil constraints to ITER. Along with these significant achievements, outstanding issues and recommendations for further research and development are provided. Importantly, this study goes beyond simply updating the ITER Physics Basis; it carries profound implications for the broader field of burning plasma research, offering valuable insights and guidance for the next generation of fusion experiments and devices.
ここでは、2007年以降の、ベースライン、ハイブリッド、および定常状態シナリオに焦点を当てた、ITERおよびその先のための運転シナリオの開発と最適化の進捗を報告する。これには、国際トカマク物理活動の統合運転シナリオ（IOS）トピカルグループによる進展と、より広範なトカマクコミュニティからの貢献が含まれる。研究の主要領域は、統合モデリングと制御戦略を利用して、トカマク物理、運転、および技術を包含するIOSを開発することである。これには、利用可能なアクチュエータを活用して、プラズマ位置と形状、ディスラプションにつながり得るMHD活動、輸送、プラズマ-壁相互作用と排熱、燃料サイクル、核融合燃焼、およびトリチウム増殖を同時に制御することが必要である。制御は、プラズマ開始段階から、電流立ち上げ、フラットトップ、核融合燃焼の開始と終了、電流立ち下げを経て、プラズマ終了段階まで及ぶ。現在開発されているシナリオとモデリングのレビューは、（i）ITERにおけるプラズマ開始の最適化、（ii）重水素-トリチウム（DT）運転に備えて、すべてのトカマクシステムを完全に試運転し、物理およびシナリオ条件を確立・検証するための低放射化段階の準備、（iii）装置制約内でこれらの運転領域を達成する実現可能性を実証するためのベースラインおよびハイブリッドシナリオの開発と準備、（iv）ITERの定常状態目標を満たすための定常状態シナリオの探索、（v）ITER用アクチュエータの評価と準備、（vi）共有アクチュエータを用いた統合制御ソリューションの開発、という観点から提供される。最も顕著な成果には、（i）様々な無次元パラメータを一致させることによるITERデモンストレーション放電の開発、（ii）ITER類似のタングステン環境およびDT運転におけるシナリオの開発、および（iii）ITERと同様のコイル制約を伴う長時間パルス運転を可能にする超伝導トカマクにおけるシナリオの開発が含まれる。これらの重要な成果に加えて、未解決の問題と今後の研究開発への推奨事項が提供される。重要なことに、この研究は単にITER物理基盤を更新するだけではなく、燃焼プラズマ研究のより広い分野に深い意味合いを持ち、次世代の核融合実験および装置に対して貴重な洞察と指針を提供するものである。