DIII-D research advancing the physics basis for optimizing the tokamak approach to fusion energy

Nuclear Fushion

article

M. E. Fenstermacher¹  J. Abbate²  S. Abe³  T. Abrams⁴  M. Adams⁴  B. Adamson⁴  N. Aiba⁵  T. Akiyama⁴  P. Aleynikov⁶  E. Allen⁴  S. Allen¹  H. Anand⁴  J. Anderson⁴  Y. Andrew⁷  T. Andrews⁴  D. Appelt⁴  R. Arbon³  N. Ashikawa⁸  A. Ashourvan²  M. Aslin⁹  Y. Asnis^1,10  M. Austin^1,11  D. Ayala⁴  J. Bak^1,12  I. Bandyopadhyay^1,13  S. Banerjee^1,14  K. Barada^1,15  L. Bardoczi⁴  J. Barr⁴  E. Bass^1,15  D. Battaglia²  A. Battey^1,16  W. Baumgartner^1,17  L. Baylor^1,18  J. Beckers^1,19  M. Beidler^1,18  E. Belli⁴  J. Berkery^1,16  T. Bernard^2,20  N. Bertelli²  M. Beurskens⁶  R. Bielajew^1,17  S. Bilgili^2,21  B. Biswas^1,17  S. Blondel^2,22  J. Boedo^1,15  I. Bogatu^2,23  R. Boivin⁴  T. Bolzonella^2,24  M. Bongard^2,25  X. Bonnin^2,26  P. Bonoli^1,17  M. Bonotto^2,24  A. Bortolon²  S. Bose³  N. Bosviel^2,27  S. Bouwmans^1,19  M. Boyer²  W. Boyes^1,16  L. Bradley^1,15  R. Brambila⁴  D. Brennan³  S. Bringuier⁴  L. Brodsky⁴  M. Brookman⁴  J. Brooks^2,28  D. Brower^1,15  G. Brown¹  W. Brown²  M. Burke^2,25  K. Burrell⁴  K. Butler^2,22  R. Buttery⁴  I. Bykov^1,15  P. Byrne⁴  A. Cacheris^2,22  K. Callahan^1,15  J. Callen^2,25  G. Campbell⁴  J. Candy⁴  J. Canik^1,18  P. Cano-Megias^2,29  N. Cao^1,17  L. Carayannopoulos^1,17  T. Carlstrom⁴  W. Carrig⁴  T. Carter^1,15  W. Cary⁴  L. Casali⁴  M. Cengher⁴  G. Cespedes Paz^3,30  R. Chaban^3,31  V. Chan^3,32  B. Chapman^2,25  I. Char^3,33  A. Chattopadhyay^3,34  R. Chen^3,35  J. Chen^3,35  X. Chen⁴  J. Chen^3,36  M. Chen^1,15  J. Chen^1,15  Z. Chen^1,11  M. Choi^1,12  W. Choi³  G. Choi^1,15  L. Chousal^1,15  C. Chrobak^3,37  C. Chrystal⁴  Y. Chung^3,33  R. Churchill²  M. Cianciosa^1,18  J. Clark^3,38  M. Clement²  S. Coda^3,39  A. Cole^4,40  C. Collins^1,18  W. Conlin³  A. Cooper^3,39  J. Cordell²  B. Coriton⁴  T. Cote^2,25  J. Cothran^4,41  A. Creely^1,17  N. Crocker^1,15  C. Crowe⁴  B. Crowley⁴  T. Crowley^4,42  D. Cruz-Zabala^2,29  D. Cummings⁴  M. Curie^1,11  D. Curreli^4,43  A. Dal Molin^4,44  B. Dannels^1,18  A. Dautt-Silva⁴  K. Davda^2,22  G. De Tommasi^4,45  P. De Vries^2,26  G. Degrandchamp^1,15  J. Degrassie⁴  D. Demers^4,42  S. Denk^1,17  S. Depasquale²  E. Deshazer^4,46  A. Diallo²  S. Diem^2,25  A. Dimits¹  R. Ding^3,35  S. Ding^2,20  W. Ding^1,15  T. Do^1,15  J. Doane⁴  G. Dong²  D. Donovan^2,22  J. Drake⁴  W. Drews⁴  J. Drobny^4,43  X. Du⁴  H. Du^4,47  V. Duarte²  D. Dudt³  C. Dunn^4,46  J. Duran^2,22  A. Dvorak^1,18  F. Effenberg²  N. Eidietis⁴  D. Elder^4,48  D. Eldon⁴  R. Ellis²  W. Elwasif^1,18  D. Ennis^4,49  K. Erickson²  D. Ernst^1,17  M. Fasciana^5,50  D. Fedorov^2,20  E. Feibush²  N. Ferraro²  J. Ferreira^5,51  J. Ferron⁴  P. Fimognari^4,42  D. Finkenthal^5,52  R. Fitzpatrick^1,11  P. Fox^5,53  W. Fox²  L. Frassinetti^5,54  H. Frerichs^2,25  H. Frye^5,55  Y. Fu³  K. Gage^1,15  J. Galdon Quiroga⁶  A. Gallo^2,20  Q. Gao^4,47  A. Garcia^1,15  M. Garcia Munoz^2,29  D. Garnier^1,17  A. Garofalo⁴  A. Gattuso⁴  D. Geng⁴  K. Gentle^1,11  D. Ghosh¹  L. Giacomelli^5,56  S. Gibson^5,57  E. Gilson²  C. Giroud^5,53  F. Glass⁴  A. Glasser³  D. Glibert⁴  P. Gohil⁴  R. Gomez⁴  S. Gomez⁴  X. Gong^3,35  E. Gonzales⁴  A. Goodman³  Y. Gorelov⁴  V. Graber^5,58  R. Granetz^1,17  T. Gray^1,18  D. Green^1,18  C. Greenfield⁴  M. Greenwald^1,17  B. Grierson²  R. Groebner⁴  W. Grosnickle⁴  M. Groth^5,59  H. Grunloh⁴  S. Gu^2,20  W. Guo^3,35  H. Guo⁴  P. Gupta⁴  J. Guterl⁴  W. Guttenfelder²  T. Guzman⁴  S. Haar⁴  R. Hager²  S. Hahn^1,12  M. Halfmoon^1,11  T. Hall⁴  K. Hallatschek⁶  F. Halpern⁴  G. Hammett²  H. Han^6,60  E. Hansen^1,15  C. Hansen^6,61  M. Hansink⁴  J. Hanson^1,16  M. Hanson^1,15  G. Hao^4,47  A. Harris⁴  R. Harvey^6,62  S. Haskey²  E. Hassan^1,11  A. Hassanein^2,28  D. Hatch^1,11  R. Hawryluk²  W. Hayashi^1,15  W. Heidbrink^1,15  J. Herfindal^1,18  J. Hicok⁴  D. Hill⁴  E. Hinson^2,25  C. Holcomb¹  L. Holland⁴  C. Holland^1,15  E. Hollmann^1,15  J. Hollocombe^5,53  A. Holm^5,59  I. Holmes⁴  K. Holtrop⁴  M. Honda⁵  R. Hong^1,15  R. Hood^6,63  A. Horton^1,18  L. Horvath^5,53  M. Hosokawa^2,26  S. Houshmandyar^1,11  N. Howard^1,17  E. Howell^6,64  D. Hoyt⁴  W. Hu^3,35  Y. Hu^3,35  Q. Hu²  J. Huang^3,35  Y. Huang^3,35  J. Hughes^1,17  T. Human²  D. Humphreys⁴  P. Huynh⁴  A. Hyatt⁴  C. Ibanez⁴  L. Ibarra⁴  R. Icasas⁴  K. Ida⁸  V. Igochine⁶  Y. In^6,65  S. Inoue⁵  A. Isayama⁵  O. Izacard³  V. Izzo⁴  A. Jackson^5,53  G. Jacobsen⁴  A. Jaervinen^5,59  A. Jalalvand^6,66  J. Janhunen^1,11  S. Jardin²  H. Jarleblad^6,67  Y. Jeon^1,12  H. Ji³  X. Jian^1,15  E. Joffrin^6,68  A. Johansen^6,61  C. Johnson^4,49  T. Johnson^6,69  C. Jones^1,15  I. Joseph¹  D. Jubas³  B. Junge⁴  W. Kalb^1,17  R. Kalling^7,70  C. Kamath¹  J. Kang^1,12  D. Kaplan⁴  A. Kaptanoglu^6,61  S. Kasdorf^7,71  J. Kates-Harbeck^7,72  P. Kazantzidis^7,73  A. Kellman⁴  D. Kellman⁴  C. Kessel^1,18  K. Khumthong⁴  E. Kim^7,74  H. Kim^7,75  J. Kim^2,23  S. Kim^2,26  J. Kim^1,12  H. Kim^1,12  K. Kim^1,18  C. Kim^7,76  W. Kimura^7,77  M. King⁴  J. King^6,64  J. Kinsey^6,62  A. Kirk^5,53  B. Kiyan³  A. Kleiner²  V. Klevarova^6,66  R. Knapp⁴  M. Knolker^2,20  W. Ko^1,12  T. Kobayashi⁸  E. Koch⁴  M. Kochan^5,53  B. Koel³  M. Koepke^2,21  A. Kohn^7,78  R. Kolasinski^6,63  E. Kolemen²  E. Kostadinova^7,79  M. Kostuk⁴  G. Kramer²  D. Kriete^2,25  L. Kripner^8,80  S. Kubota^1,15  J. Kulchar⁴  K. Kwon^6,65  R. La Haye⁴  F. Laggner²  H. Lan^3,35  R. Lantsov^1,15  L. Lao⁴  A. Lasa Esquisabel^2,22  C. Lasnier¹  C. Lau^1,18  B. Leard^5,58  J. Lee^8,81  R. Lee⁴  M. Lee^8,82  Y. Lee^1,12  C. Lee^8,83  J. Lee^8,83  S. Lee^2,22  M. Lehnen^2,26  A. Leonard⁴  E. Leppink^1,17  M. Lesher⁴  J. Lestz^1,15  J. Leuer⁴  N. Leuthold⁶  X. Li^3,35  K. Li^3,35  E. Li^3,35  G. Li^3,35  L. Li^8,84  Z. Li^2,20  J. Li^4,47  Y. Li^8,85  Z. Lin^1,15  D. Lin^1,15  X. Liu^3,35  J. Liu^3,35  Y. Liu^3,35  T. Liu^8,86  Y. Liu⁴  C. Liu⁴  Z. Liu^4,46  C. Liu²  D. Liu³  A. Liu³  D. Liu^1,15  A. Loarte-Prieto^2,26  L. Lodestro¹  N. Logan¹  J. Lohr⁴  B. Lombardo⁴  J. Lore^1,18  Q. Luan^8,86  T. Luce^2,26  T. Luda Di Cortemiglia⁶  N. Luhmann^1,15  R. Lunsford²  Z. Luo^3,35  A. Lvovskiy⁴  B. Lyons⁴  X. Ma^2,20  M. Madruga⁴  B. Madsen^6,67  C. Maggi^5,53  K. Maheshwari^1,15  A. Mail⁴  J. Mailloux^5,53  R. Maingi²  M. Major^2,25  M. Makowski^8,87  R. Manchanda^3,34  C. Marini^2,20  A. Marinoni^1,17  A. Maris^1,17  T. Markovic^8,80  L. Marrelli^2,24  E. Martin^1,18  J. Mateja^2,28  G. Matsunaga⁵  R. Maurizio^2,20  P. Mauzey⁴  D. Mauzey²  G. Mcardle^5,53  J. Mcclenaghan⁴  K. Mccollam^2,25  C. Mcdevitt^8,88  K. Mckay^1,14  G. Mckee^2,25  A. Mclean¹  V. Mehta^3,33  E. Meier^8,89  J. Menard²  O. Meneghini⁴  G. Merlo^1,11  S. Messer^2,22  W. Meyer¹  C. Michael^1,15  C. Michoski^9,90  P. Milne^9,91  G. Minet⁴  A. Misleh²  Y. Mitrishkin^9,92  C. Moeller⁴  K. Montes^1,17  M. Morales^9,93  S. Mordijck^3,31  D. Moreau^6,68  S. Morosohk^5,58  P. Morris⁴  L. Morton^2,25  A. Moser⁴  R. Moyer^1,15  C. Moynihan^4,43  T. Mrazkova^9,94  D. Mueller²  S. Munaretto⁴  J. Munoz Burgos^9,95  C. Murphy⁴  K. Murphy^9,96  C. Muscatello⁴  C. Myers^6,63  A. Nagy²  G. Nandipati^9,97  M. Navarro^2,25  F. Nave^5,51  G. Navratil^1,16  R. Nazikian²  A. Neff^9,98  G. Neilson²  T. Neiser^2,20  W. Neiswanger^3,33  D. Nelson⁴  A. Nelson³  F. Nespoli²  R. Nguyen⁴  L. Nguyen^9,99  X. Nguyen^1,15  J. Nichols^2,22  M. Nocente^4,44  S. Nogami^2,21  S. Noraky⁴  N. Norausky⁴  M. Nornberg^2,25  R. Nygren^6,63  T. Odstrcil⁴  D. Ogas⁴  T. Ogorman⁴  S. Ohdachi⁸  Y. Ohtani⁵  M. Okabayashi²  M. Okamoto^1,10,100  L. Olavson^1,10,101  E. Olofsson⁴  M. Omullane^1,10,102  R. Oneill⁴  D. Orlov^1,15  W. Orvis¹  T. Osborne⁴  D. Pace⁴  G. Paganini Canal^1,10  A. Pajares Martinez^5,58  L. Palacios²  C. Pan^3,35  Q. Pan^1,17  R. Pandit^1,14  M. Pandya^2,25  A. Pankin²  Y. Park^1,16  J. Park^1,18  S. Parker^7,71  P. Parks⁴  M. Parsons^1,10,103  B. Patel^8,85  C. Pawley⁴  C. Paz-Soldan⁴  W. Peebles^1,15  S. Pelton^2,20  R. Perillo^1,15  C. Petty⁴  Y. Peysson^6,68  D. Pierce⁴  A. Pigarov^6,62  L. Pigatto^2,24  D. Piglowski⁴  S. Pinches^2,26  R. Pinsker⁴  P. Piovesan^2,24  N. Piper^4,46  A. Pironti^4,45  R. Pitts^2,26  J. Pizzo^1,10,104  U. Plank⁶  M. Podesta²  E. Poli⁶  F. Poli²  D. Ponce⁴  Z. Popovic^1,15  M. Porkolab^1,17  G. Porter^8,87  C. Powers^1,10,105  S. Powers^1,10,105  R. Prater⁴  Q. Pratt^1,15  I. Pusztai^1,10,106  J. Qian^3,35  X. Qin^2,25  O. Ra^6,65  T. Rafiq^5,58  T. Raines²  R. Raman^6,61  J. Rauch⁴  A. Raymond⁴  C. Rea^1,17  M. Reich⁶  A. Reiman²  S. Reinhold⁴  M. Reinke^1,18  R. Reksoatmodjo^1,14  Q. Ren^3,35  Y. Ren²  J. Ren^2,22  M. Rensink¹  J. Renteria⁴  T. Rhodes^1,15  J. Rice^1,17  R. Roberts⁴  J. Robinson^1,10,107  P. Rodriguez Fernandez^1,17  T. Rognlien¹  A. Rosenthal^1,17  S. Rosiello^1,10,108  J. Rost^1,17  J. Roveto^4,46  W. Rowan^1,11  R. Rozenblat²  J. Ruane⁴  D. Rudakov^1,15  J. Ruiz Ruiz^1,10,109  R. Rupani⁴  S. Saarelma⁴  S. Sabbagh^1,16  J. Sachdev²  J. Saenz⁴  S. Saib^1,15  M. Salewski^6,67  A. Salmi^1,11,110  B. Sammuli⁴  C. Samuell¹  A. Sandorfi^1,11,111  C. Sang^8,86  J. Sarff^2,25  O. Sauter^3,39  K. Schaubel⁴  L. Schmitz^1,15  O. Schmitz^2,25  J. Schneider^3,33  P. Schroeder⁴  K. Schultz⁴  E. Schuster^5,58  J. Schwartz³  F. Sciortino^1,17  F. Scotti¹  J. Scoville⁴  A. Seltzman^1,17  S. Seol^1,10,104  I. Sfiligoi^1,15  M. Shafer^1,18  S. Sharapov^5,53  H. Shen⁴  Z. Sheng^3,35  T. Shepard⁴  S. Shi^3,32  Y. Shibata^1,11,112  G. Shin^6,60  D. Shiraki^1,18  R. Shousha³  H. Si^3,35  P. Simmerling^1,11,113  G. Sinclair⁴  J. Sinha^2,26  P. Sinha²  G. Sips⁴  T. Sizyuk^2,28  C. Skinner²  A. Sladkomedova^1,15  T. Slendebroek^2,20  J. Slief^1,19  R. Smirnov^1,15  J. Smith⁴  S. Smith⁴  D. Smith^2,25  J. Snipes^2,26  G. Snoep^1,11,114  A. Snyder⁴  P. Snyder⁴  E. Solano^1,11,115  W. Solomon⁴  J. Song^1,11,116  A. Sontag^2,25  V. Soukhanovskii¹  J. Spendlove^1,11,117  D. Spong^1,18  J. Squire⁴  C. Srinivasan^5,53  W. Stacey^4,46  G. Staebler⁴  L. Stagner^2,20  T. Stange⁶  P. Stangeby^4,48  R. Stefan⁴  R. Stemprok⁴  D. Stephan⁴  J. Stillerman^1,17  T. Stoltzfus-Dueck²  W. Stonecipher⁴  S. Storment^1,15  E. Strait⁴  D. Su⁴  L. Sugiyama^1,17  Y. Sun^3,35  P. Sun^3,35  Z. Sun²  A. Sun^4,47  D. Sundstrom⁴  C. Sung^1,11,118  J. Sungcoco⁴  W. Suttrop⁶  Y. Suzuki⁸  T. Suzuki⁵  A. Svyatkovskiy³  C. Swee^2,25  R. Sweeney^1,17  C. Sweetnam²  G. Szepesi^5,53  M. Takechi⁵  T. Tala^1,11,110  K. Tanaka⁸  X. Tang^8,88  S. Tang^1,15  Y. Tao^3,35  R. Tao⁴  D. Taussig⁴  T. Taylor⁴  K. Teixeira⁴  K. Teo^6,61  A. Theodorsen^1,11,119  D. Thomas⁴  K. Thome⁴  A. Thorman^1,12,120  A. Thornton^5,53  A. Ti^3,35  M. Tillack^1,15  N. Timchenko^1,12,121  R. Tinguely^1,17  R. Tompkins⁴  J. Tooker⁴  A. Torrezan De Sousa⁴  G. Trevisan^2,20  S. Tripathi^1,15  A. Trujillo Ochoa^1,12,122  D. Truong^6,63  C. Tsui^1,15  F. Turco^1,16  A. Turnbull⁴  M. Umansky¹  E. Unterberg^1,18  P. Vaezi^1,15  P. Vail³  J. Valdez⁴  W. Valkis^1,15  B. Van Compernolle⁴  J. Van Galen^1,19  R. Van Kampen^1,11,114  M. Van Zeeland⁴  G. Verdoolaege^6,66  N. Vianello^2,24  B. Victor¹  E. Viezzer^2,29  S. Vincena^1,15  M. Wade^1,18  F. Waelbroeck^1,11  J. Wai³  T. Wakatsuki⁵  M. Walker⁴  G. Wallace^1,17  R. Waltz⁴  W. Wampler^6,63  L. Wang^3,35  H. Wang^3,35  Y. Wang^3,35  H. Wang⁴  Z. Wang^5,58  H. Wang^5,58  Z. Wang²  Y. Wang^1,15  G. Wang^1,15  S. Ward^8,85  M. Watkins⁴  J. Watkins^6,63  W. Wehner⁴  Y. Wei^1,16  M. Weiland⁶  D. Weisberg⁴  A. Welander⁴  A. White^1,17  R. White²  S. Wiesen^1,12,123  R. Wilcox^1,18  T. Wilks^1,17  M. Willensdorfer⁶  H. Wilson^8,85  A. Wingen^1,18  M. Wolde⁴  M. Wolff¹  K. Woller^1,17  A. Wolz^1,10,107  H. Wong^1,15  S. Woodruff^4,40  M. Wu^3,35  Y. Wu^3,32  S. Wukitch^1,17  G. Wurden^8,88  W. Xiao^1,12,124  R. Xie^1,11  Z. Xing³  X. Xu¹  C. Xu²  G. Xu^3,32  Z. Yan^2,25  X. Yang^8,86  S. Yang²  T. Yokoyama^1,12,125  R. Yoneda^1,15  M. Yoshida⁵  K. You^1,12  T. Younkin^2,22  J. Yu⁴  M. Yu^1,12  G. Yu^1,15  Q. Yuan^3,35  L. Zaidenberg^1,12,126  L. Zakharov^1,12,127  A. Zamengo⁴  S. Zamperini^2,22  M. Zarnstorff³  E. Zeger^1,15  K. Zeller⁴  L. Zeng^1,15  M. Zerbini^1,12,128  L. Zhang^3,35  X. Zhang^3,35  R. Zhang^3,35  B. Zhang^3,35  J. Zhang^3,35  L. Zhao^2,23  B. Zhao^1,11  Y. Zheng^1,15  L. Zheng^1,11  B. Zhu¹  J. Zhu^1,17  Y. Zhu^1,15  M. Zsutty⁴  M. Zuin^2,24 

[1] Lawrence Livermore National Laboratory;Princeton Plasma Physics Laboratory;Princeton University;General Atomics;QST;Max-Planck Institute for Plasma Physics;Imperial College London;National Institute for Fusion Science;Mt. Holyoke College;University of Sao Paulo, Institute of Physics;University of Texas;National Fusion Research Institute;ITER-India;College of William and Mary;University of California;Columbia University;Massachusetts Institute of Technology;Oak Ridge National Lab;Eindhoven University of Technology;Oak Ridge Associated Universities;West Virginia University;University of Tennessee;Far-Tech, Inc.;Consorzio RFX;University of Wisconsin;ITER Organization;Stony Brook University;Purdue University;University of Seville;Universidad de Ingenieria y Tecnologia;The College of William and Mary;University of Science and Technology of China;Carnegie Mellon University;Insitute for Plasma Research;ASIPP;Peking University;Commonwealth Fusion Systems;University of Liverpool;EPFL;Woodruff Scientific Incorporated;Convergint Technologies;Xantho Technologies;University of Illinois;Universita di Milano-Bicocca;CREATE Consortium;Georgia Tech;Southwestern Institute of Physics;University of Toronto;Auburn University;Politecnico di Torino;Instituto Superior Tecnico;Palomar College;CCFE;Kungliga Tekniska Hogskolan;San Diego State University;Istituto di Fisica del Plasma;Durham University;Lehigh University;Aalto University;Korea National Fusion Research Center;University of Washington;CompX;Sandia National Lab;Tech-X Corporation;Ulsan National Institute of Science and Technology;Ghent University;Technical University of Denmark;CEA Cadarache;Drake University;Kalling Software;University of Colorado;Harvard University;National Technical University of Athens;Coventry University;EUROfusion;SLS2 Consulting;STI Optronics, Inc.;University of Stuttgart;Baylor University—CASPER;Institute of Plasma Physics AS CR;Alphawave Research;Harvey Mudd College;Seoul National University;Donghua University;University of York;Dalian University of Technology;AKIMA Infrastructure Services;Los Alamos National Laboratory;Zap Energy Inc.;Department of Energy;D-TACQ Solutions Ltd;Inst. of Control Sciences of the Russian Academy;Fusion for Energy Joint Undertaking;Palomar Scientific Instruments, Inc;Astro Fusion Spectre LLC;University of British Columbia;Pacific Northwest National Laboratory;ORISE;Michigan State University;Ishikawa National College of Technology;Peak Technical Staffing;University of Strathclyde;Pennsylvania State University;Rensselaer Polytechnic Institute;University of Southern California;Chalmers University of Technology;University of Virginia;Università di Napoli Federico II;Oxford University;VTT Technical Research Centre;Jefferson Lab;National Institute of Technology, Gifu College;University of Connecticut;DIFFER;Ciemat;Hanyang University;Brigham Young University;KAIST;UiT The Arctic University of Norway;Australian National University;RRC Kurchatov Institute;Universidad Nacional de Ingenieria;Forschungszentrum Juelich;Zhejiang University;University of Tokyo;University of Michigan;LiWFusion;ENEA C.R. Frascati

关键词: DIII-D;    tokamak;    fusion energy;    plasma physics;    core–edge integration;   

DOI  :  10.1088/1741-4326/ac2ff2

来源: Institute of Physics Publishing Ltd.

【 摘 要 】

DIII-D physics research addresses critical challenges for the operation of ITER and the next generation of fusion energy devices. This is done through a focus on innovations to provide solutions for high performance long pulse operation, coupled with fundamental plasma physics understanding and model validation, to drive scenario development by integrating high performance core and boundary plasmas. Substantial increases in off-axis current drive efficiency from an innovative top launch system for EC power, and in pressure broadening for Alfven eigenmode control from a co-/counter- I _p steerable off-axis neutral beam, all improve the prospects for optimization of future long pulse/steady state high performance tokamak operation. Fundamental studies into the modes that drive the evolution of the pedestal pressure profile and electron vs ion heat flux validate predictive models of pedestal recovery after ELMs. Understanding the physics mechanisms of ELM control and density pumpout by 3D magnetic perturbation fields leads to confident predictions for ITER and future devices. Validated modeling of high- Zshattered pellet injection for disruption mitigation, runaway electron dissipation, and techniques for disruption prediction and avoidance including machine learning, give confidence in handling disruptivity for future devices. For the non-nuclear phase of ITER, two actuators are identified to lower the L–H threshold power in hydrogen plasmas. With this physics understanding and suite of capabilities, a high poloidal beta optimized-core scenario with an internal transport barrier that projects nearly toQ= 10 in ITER at ∼8 MA was coupled to a detached divertor, and a near super H-mode optimized-pedestal scenario with co- I _p beam injection was coupled to a radiative divertor. The hybrid core scenario was achieved directly, without the need for anomalous current diffusion, using off-axis current drive actuators. Also, a controller to assess proximity to stability limits and regulateβ _N in the ITER baseline scenario, based on plasma response to probing 3D fields, was demonstrated. Finally, innovative tokamak operation using a negative triangularity shape showed many attractive features for future pilot plant operation.

【 授权许可】

Unknown