Performance in H-mode DT plasmas in ITER with various choices of heating systems are predicted and compared. Combinations of external heating by negative ion neutral beam injection (NNBI), ion cyclotron range of frequencies and electron cyclotron heating are assumed. Scans with a range of physics assumptions about boundary temperatures in the edge pedestal, alpha ash transport and toroidal momentum transport are used to indicate effects of uncertainties. Time-dependent integrated modelling with the PTRANSP code is used to predict profiles of heating, beam torque and plasma profiles. The GLF23 model is used to predict temperature profiles. Either GLF23 or the assumption of a constant ratio for χϕ/χi is used to predict toroidal rotation profiles driven by the beam torques. Large differences for the core temperatures are predicted with different mixes of the external heating during the density and current ramp-up phase, but the profiles are similar during the flat-top phase. With χϕ/χi = 0.5, the predicted toroidal rotation is relatively slow and the flow shear implied by the pressure, toroidal rotation and neoclassical poloidal rotation are not sufficient to cause significant changes in the energy transport or steady state temperature profiles. The GLF23-predicted toroidal rotation is faster by a factor of six, and significant flow shear effects are predicted. Heating mixes with more NNBI power are predicted to have up to 20% higher fusion power during steady state phases. This advantage is decisive in some cases where the physics assumptions are close to marginal or critical values. L-mode plasmas are predicted having QDT ≃ 2–4.
ITERのHモードDTプラズマにおける性能は、様々な加熱方式の選択肢に対して予測され、比較される。負イオン中性粒子ビーム入射(NNBI)、イオンサイクロトロン周波数帯加熱、電子サイクロトロン加熱による外部加熱の組み合わせが仮定される。エッジペデスタルにおける境界温度、アルファ灰輸送、トロイダル運動量輸送に関する物理的仮定の範囲にわたる走査を用いて、不確実性の影響を示す。PTRANSPコードを用いた時間依存統合モデリングにより、加熱、ビームトルク、プラズマプロファイルを予測する。GLF23モデルを用いて温度プロファイルを予測する。トロイダル回転プロファイルは、GLF23またはχφ/χiの一定比の仮定のいずれかを用いて、ビームトルク駆動により予測される。密度および電流立ち上げ段階における外部加熱の異なる組み合わせにより、コア温度に大きな差異が予測されるが、平坦部段階ではプロファイルは類似している。χφ/χi = 0.5の場合、予測されるトロイダル回転は比較的遅く、圧力、トロイダル回転、新古典トロイダル回転から示唆される流れのシアは、エネルギー輸送や定常状態の温度プロファイルに有意な変化をもたらすには十分ではない。GLF23が予測するトロイダル回転は6倍速く、有意な流れのシア効果が予測される。NNBIパワーが多い加熱混合では、定常状態段階における核融合出力が最大20%高くなると予測される。この利点は、物理的仮定が限界値または臨界値に近い場合には、決定的となることがある。Lモードプラズマでは、QDT ≃ 2–4が予測される。