Recent JET D–T campaigns opened the possibility of unique isotope studies to investigate the L–H transition physics in view of reactor plasmas and to study the origin of the observed power threshold minimum. In the present paper, we characterise L–H transitions in the low and high-density branches of JET NBI-heated D–T plasmas. As discussed in the paper, L–H transition has been hypothesised to be determined by the transport power losses of plasma ions, i.e. the so-called ion heat flux (Qi). We present the first power balance analysis of JET NBI-heated D–T plasmas to evaluate the ion heat flux at the transition. Due to the experimental setting being similar to previous JET D experiments, we also directly compare the results, discussing the isotope effect and similarities between datasets. First, we find an isotope effect between D and D–T Qi, with a lower Qi in D–T plasmas. We confirm that the ion heat flux deviates from density linearity compared to the linear trend observed in wave-heated D plasmas of other tokamaks. The deviation we observe in NBI-heated L–H transitions happens at an isotope-dependent density. Plasma edge rotation correlates with Qi deviation from density linearity in the low-density branch. However, further investigations would be required to assess the role of rotation on Qi and the power threshold minimum at JET. At low plasma density, NBI power dominates Qi, while increasing the density makes the equipartition power dominant. We finally compare our results with hypotheses proposed from evidence in other tokamaks to present a complete overview of ion heat flux analyses in D and D–T NBI-heated plasmas at JET.
最近のJET D–Tキャンペーンにより、炉心プラズマの観点からL–H遷移物理を調査し、観測されたパワー閾値最小値の起源を研究するための、ユニークな同位体研究の可能性が開かれた。本論文では、JETのNBI加熱D–Tプラズマの低密度および高密度分岐におけるL–H遷移を特徴付ける。本論文で議論されているように、L–H遷移はプラズマイオンの輸送パワー損失、すなわちいわゆるイオン熱流束(Qi)によって決定されると仮定されてきた。遷移時のイオン熱流束を評価するために、JETのNBI加熱D–Tプラズマの最初のパワーバランス解析を提示する。実験設定が以前のJET D実験と類似しているため、結果を直接比較し、同位体効果とデータセット間の類似点について議論する。まず、DとD–TのQiの間に同位体効果が見られ、D–TプラズマではQiが低い。他のトカマクの波動加熱Dプラズマで観測された線形傾向と比較して、イオン熱流束が密度線形性から逸脱することを確認する。NBI加熱L–H遷移で観測される逸脱は、同位体に依存する密度で発生する。プラズマ周辺部の回転は、低密度分岐における密度線形性からのQiの逸脱と相関する。しかしながら、JETにおけるQiとパワー閾値最小値に対する回転の役割を評価するには、さらなる調査が必要である。低プラズマ密度では、NBIパワーがQiを支配するが、密度を増加させると等分配パワーが支配的になる。最後に、JETにおけるDおよびD–T NBI加熱プラズマのイオン熱流束解析の完全な概要を示すために、他のトカマクでの証拠から提案された仮説と結果を比較する。