DIII-D research is providing key information for the design and operation of ITER. Investigations of axisymmetric stability and of edge-localized mode (ELM) suppression with resonant magnetic perturbations have helped provide the physics basis for new axisymmetric and non-axisymmetric control coils in ITER. Discharges that simulate ITER operating scenarios in conventional H-mode, advanced inductive, hybrid and steady state regimes have achieved normalized performance consistent with ITER's goals for fusion performance. Stationary discharges with high βN and 90% non-inductive current that project to Q = 5 in ITER have been sustained for a current relaxation time (∼2.5 s), and high beta wall-stabilized discharges with fully non-inductive current drive have been sustained for more than one second. Detailed issues of plasma control have been addressed, including the development of a new large-bore startup scenario for ITER. DIII-D research also contributes to the basis for reliable operation in ITER, through active control of the chief performance-limiting instabilities. Simultaneous stabilization of neoclassical tearing modes (by localized current drive) and resistive wall modes (by magnetic feedback) has allowed stable operation at high beta and low rotation. In research aimed at improving the lifetime of material surfaces near the plasma, recent experiments have investigated several approaches to mitigation of disruptions, including injection of low-Z gas and low-Z pellets, and have shown the conditions that minimize core impurity accumulation during radiative divertor operation. Investigation of carbon erosion, transport and co-deposition with hydrogenic species, and methods for the removal of co-deposits, will contribute to the physics basis for initial operation of ITER with a carbon divertor. A broad research programme provides the physics basis for predicting the performance of ITER. Recent key results include the discovery that the L–H power threshold is reduced with low neutral beam torque, and the development of a successful model for prediction of the H-mode pedestal height in DIII-D. Research areas with the potential to improve ITER's performance include the demonstration of ELM-free 'quiescent H-mode' discharges with both co- and counter-neutral beam injection, and validation of the predicted torque generated by static, non-axisymmetric magnetic fields. New diagnostics provide detailed benchmarking of turbulent transport codes and direct measurements of the anomalous transport of fast ions by Alfvén instabilities. Successful comparison of experiment and modelling for off-axis neutral beam current drive provides the basis for more flexible current profile control in advanced scenarios.
DIII-D研究は、ITERの設計と運転に重要な情報を提供している。軸対称安定性と、共鳴磁場摂動によるエッジ局在モード(ELM)抑制に関する研究は、ITERにおける新しい軸対称および非軸対称制御コイルの物理的基盤の確立に貢献してきた。従来のHモード、先進誘導、定常状態、ハイブリッド領域におけるITER運転シナリオを模擬した放電は、ITERの核融合性能目標と整合する規格化性能を達成している。高いβNと90%の非誘導電流を有する定常放電は、ITERにおいてQ=5を予測し、電流緩和時間(約2.5秒)にわたって維持され、また完全非誘導電流駆動による高ベータ壁安定化放電は、1秒以上維持されている。プラズマ制御の詳細な課題にも取り組んでおり、ITER向けの新しい大口径立ち上げシナリオの開発が含まれる。DIII-D研究はまた、主要な性能制限不安定性の能動制御を通じて、ITERにおける信頼性の高い運転の基盤にも貢献している。新古典テアリングモード(局所電流駆動による)と抵抗性壁モード(磁気フィードバックによる)の同時安定化により、高ベータかつ低回転での安定運転が可能となった。プラズマ近傍の材料表面の寿命向上を目的とした研究では、最近の実験において、低Zガスおよび低Zペレットの注入を含む複数のディスラプション緩和手法が検討され、放射冷却ダイバータ運転中のコア不純物蓄積を最小化する条件が示された。炭素の侵食、輸送、水素同位体との共堆積、および共堆積物の除去方法に関する研究は、炭素ダイバータを備えたITERの初期運転の物理的基盤に貢献するであろう。広範な研究プログラムは、ITERの性能予測のための物理的基盤を提供している。最近の主要な成果には、低中性粒子ビームトルクによるL-H遷移パワー閾値の低減の発見と、DIII-DにおけるHモードペデスタル高さの予測に成功したモデルの開発が含まれる。ITERの性能向上の可能性を有する研究分野には、同方向および逆方向中性粒子ビーム注入の両方におけるELMフリーの「クエセントHモード」放電の実証と、静的3次元磁場摂動によって生成されるトルクの予測検証が含まれる。新しい診断装置は、乱流輸送コードの詳細なベンチマーキングと、アルヴェン不安定性による高速イオンの異常輸送の直接測定を提供している。オフアクシス中性粒子ビーム電流駆動に関する実験とモデリングの成功した比較は、先進シナリオにおけるより柔軟な電流分布制御の基盤を提供している。