This work discusses sources of uncertainty in the validation of lower hybrid wave current drive simulations against experiments, by evolving self-consistently the magnetic equilibrium and the heating and current drive profiles, calculated with a combined toroidal ray tracing code and 3D Fokker–Planck solver. The simulations indicate a complex interplay of elements, where uncertainties in the input plasma parameters, in the models and in the transport solver combine and—in some cases—compensate each other. It is concluded that ray-tracing calculations should include a realistic representation of the density and temperature in the region between the confined plasma and the wall, which is especially important in regimes where the LH waves are weakly damped and undergo multiple reflections from the plasma boundary. Uncertainties introduced in the processing of diagnostic data as well as uncertainties introduced by model approximations are assessed. It is shown that, by comparing the evolution of the plasma parameters in self-consistent simulations with available data, inconsistencies can be identified and limitations in the models or in the experimental data assessed.
本論文では、低ハイブリッド波電流駆動シミュレーションの検証における不確実性の要因について考察する。磁気平衡と加熱・電流駆動プロファイルを、トロイダル光線追跡コードと3次元フォッカー・プランクソルバーを組み合わせて自己無撞着に発展させることにより検討を行う。シミュレーション結果は、入力プラズマパラメータの不確実性、モデルの不確実性、輸送ソルバーの不確実性が複雑に相互作用することを示している。これらの要因は、場合によっては互いに補償し合うことが明らかになった。光線追跡計算には、閉じ込めプラズマと壁の間の領域における密度・温度分布の現実的な表現を含めるべきであると結論付けられる。これは、低ハイブリッド波の減衰が弱く、プラズマ境界での多重反射が生じる状況において特に重要である。診断データの処理に伴う不確実性とモデル近似に伴う不確実性の両方を評価した。自己無撞着シミュレーションによるプラズマパラメータの時間発展を利用可能な実験データと比較することで、矛盾点を特定し、モデルの限界と実験データの限界を評価できることを示す。