Since 1998 ASDEX Upgrade has developed stationary H-modes that routinely obtain confinement enhancement factors H98(y,2) > 1 and normalized beta, βN = 2–3. These discharges are characterized by a q-profile with low magnetic shear in the centre and q(0) ∼ 1. New results presented here concentrate on extending the operational range of these improved H-modes at ASDEX Upgrade and extrapolating the results to ITER. Discharges are obtained at high density, over a wide range of plasma collisionality and with a first wall predominantly covered by tungsten coated carbon tiles. The performance is optimized for q95 ranging from 3 to 5. At q95 ∼ 3 real time control of βN is used and in some cases ECCD to suppress NTM activity at low βN ∼ 2. For the extrapolation to ITER, the fusion power is calculated using the same thermal beta (βN,th) and kinetic profile shapes as obtained in ASDEX Upgrade and setting ⟨ne⟩/nGW = 0.85. The fusion gain that could be obtained is evaluated using different confinement scaling expressions. The results indicate that improved H-modes are a candidate for an ITER hybrid scenario or could extend ITER operation beyond what is currently foreseen using standard H-modes.
1998年以来、ASDEX Upgradeは、閉じ込め改善係数H98(y,2) > 1および規格化ベータβN = 2–3を日常的に達成する定常Hモードを開発してきた。これらの放電は、中心部で低磁気シアを持つqプロファイルとq(0) ∼ 1によって特徴づけられる。ここで提示する新しい結果は、ASDEX Upgradeにおけるこれらの改善Hモードの運転領域の拡大と、ITERへの外挿に焦点を当てている。放電は高密度で、広範囲のプラズマ衝突周波数にわたって、かつ主にタングステン被覆炭素タイルで覆われた第一壁で得られている。性能はq95 = 3から5の範囲で最適化されている。q95 ∼ 3では、βNのリアルタイム制御が使用され、場合によっては低βN ∼ 2でのNTM活動を抑制するためにECCDが使用される。ITERへの外挿では、核融合出力はASDEX Upgradeで得られたものと同じ熱ベータ(βN,th)および運動学的プロファイル形状を用いて計算され、⟨ne⟩/nGW = 0.85に設定される。得られるであろう核融合利得は、異なる閉じ込めスケーリング式を用いて評価される。結果は、改善HモードがITERのハイブリッドシナリオの候補となり得るか、あるいは標準Hモードを用いて現在想定されている範囲を超えてITERの運転を拡張できる可能性があることを示している。