Isotope effects of ECRH plasma in LHD were investigated in detail. A clear difference of transport and turbulence characteristics in H and D plasmas was found in the core region, with normalized radius ρ < 0.8 in high collisionality regime. On the other hand, differences of transport and turbulence were relatively small in low collisionality regime. Power balance analysis and neoclassical calculation showed a reduction of the anomalous contribution to electron and ion transport in D plasma compared with H plasma in the high collisionality regime. In core region, density modulation experiments also showed more reduced particle diffusion in D plasma than in H plasma, in the high collisionality regime. Ion scale turbulence was clearly reduced at ρ < 0.8 in high collisionality regime in D plasma compared with H plasma. The gyrokinetic linear analyses showed that the dominant instability ρ = 0.5 and 0.8 were ion temperature gradient mode (ITG). The linear growth rate of ITG was reduced in D plasma than in H plasma in high collisionality regime. This is due to the lower normalized ITG and density gradient. More hollowed density profile in D plasma is likely to be the key control parameter. Present analyses suggest that anomalous process play a role to make hollower density profiles in D plasma rather than neoclassical process. Electron scale turbulence were also investigated from the measurements and linear gyrokinetic simulations.
LHDにおけるECRHプラズマの同位体効果を詳細に調査した。高衝突領域において、規格化半径ρ<0.8のコア領域で、HプラズマとDプラズマの輸送特性および乱流特性に明確な差異が見られた。一方、低衝突領域では、輸送と乱流の差異は比較的小さいことがわかった。パワーバランス解析と新古典計算により、高衝突領域において、DプラズマではHプラズマと比較して、電子およびイオンの輸送に対する異常寄与が減少することが示された。コア領域では、密度変調実験により、高衝突領域においてDプラズマの粒子拡散がHプラズマよりも抑制されることが明らかになった。イオンスケールの乱流は、高衝突領域において、DプラズマではHプラズマと比較してρ<0.8で明確に低減された。ジャイロ運動論的線形解析により、ρ=0.5および0.8における支配的不安定性はイオン温度勾配(ITG)モードであることが示された。高衝突領域において、DプラズマのITG線形成長率はHプラズマよりも小さかった。これは、規格化されたITGおよび密度勾配がより低いことに起因する。Dプラズマにおけるより平坦化された密度分布が、主要な制御パラメータである可能性が高い。本解析は、異常過程が新古典過程ではなく、Dプラズマのより平坦化された密度分布の形成に寄与することを示唆している。電子スケールの乱流についても、測定と線形ジャイロ運動論的シミュレーションを用いて調査した。