This paper presents the results from a systematic study of low-to-high confinement transition (L–H transition) in Alcator C-Mod lower single null plasmas, with ion ∇B drift in the favourable direction for H-mode access. The study is performed over a broad range of plasma density , toroidal magnetic field (3.5 T < BT < 5.4 T) and plasma current (0.6 MA < Ip < 1.4 MA). In particular, data at low plasma density of , which were not included or carefully examined by earlier C-Mod studies, are highlighted in our analysis. With the large set of data, the scaling of H-mode threshold power (Pth) and local plasma edge conditions with , BT and Ip are obtained. We found the Pth dependence on is nonlinear and exhibits a 'U-shape', which is not sensitive to Ip variation, and affected by BT mainly at low density. The characterized L–H local edge conditions include the amplitude and gradient scale length of Te, ne profiles. In all, the scaling of L–H Pth and edge conditions are complex, neither of which can be simply represented by a relation of the type . Local edge conditions are also evaluated in low-power L-mode and compared with the L–H companion. Noticeable differences between L-mode and L–H are mainly observed in Te at ψ = 0.95, and Ln, LT near separatrix, while other parameters are found to be not significantly changed. Comparison with resistive-ballooning mode theory yields reasonable good agreement, such that the experimental data at ψ = 0.95 fit into the corresponding L-mode and H-mode domains, as well as L–H boundary predicted by theory. Finally, we see an edge Te pedestal emerging in a low density 5.4 T discharge prior to L–H transition.
本論文は、Alcator C-Modの下部シングルヌルプラズマにおいて、Hモードアクセスに有利な方向のイオン∇Bドリフトを有する低閉じ込めから高閉じ込めへの遷移（L–H遷移）の系統的研究の結果を示す。研究は、広範囲のプラズマ密度 、トロイダル磁場（3.5 T < BT < 5.4 T）、プラズマ電流（0.6 MA < Ip < 1.4 MA）にわたって実施された。特に、以前のC-Mod研究では含まれず、注意深く調べられていなかった低プラズマ密度 のデータを、我々の解析では強調する。この大規模なデータセットを用いて、Hモード閾値パワー（Pth）と局所プラズマ端部条件の 、BT、Ipに対するスケーリングを求めた。我々は、Pthの 依存性が非線形であり、'U字型'を示すことを見いだした。この依存性はIpの変化には敏感ではなく、主に低密度でBTの影響を受ける。特徴付けられたL–H局所端部条件には、Te、neプロファイルの振幅と勾配スケール長が含まれる。全体として、L–H Pthと端部条件のスケーリングは複雑であり、いずれも というタイプの関係式で単純に表すことはできない。局所端部条件は低パワーLモードでも評価され、L–H対応物と比較された。LモードとL–Hの間の顕著な差異は、主にψ = 0.95でのTe、およびセパラトリックス近傍のLn、LTで観測され、他のパラメータは有意に変化しないことが分かった。抵抗性バルーニングモード理論との比較は合理的に良い一致を示し、ψ = 0.95での実験データが、対応するLモードおよびHモード領域、ならびに理論が予測するL–H境界に適合する。最後に、我々は、L–H遷移に先立って、低密度 5.4 T放電において端部Teペデスタルが出現するのを観測する。