Spatio-temporal structures of ion heat flux and radial electric field are investigated on JT-60U to understand a mechanism of the internal transport barrier (ITB) formation. Contrary to the conventional argument that the ITB formation is due to the flow shear suppressions on turbulence, we observe that the shearing rate during the ITB formation is not enough for turbulence suppressions with ∼ 1. Another finding is that the ITB is formed simultaneously with abrupt decreases of ion heat flux in the global region (like the report in Neudatchine et al 1999 Plasma Phys. Control. Fusion41 L39), and the gradient–flux relations are non-diffusively developed step by step. These observations suggest the importance of the change in the long-radial fluctuations, which is previously observed in JT-60U (Nazikian et al 2005 Phys. Rev. Lett.94 135002). Therefore, the model of effects by non-uniformity of the radial electric field, under the condition where the scale separation is violated, is employed to explain such fluctuation quenching. Consistent results are obtained showing that the non-uniformity of the radial electric field effectively works on the fluctuations with long-radial wavelength and increases the temperature gradient. It seems natural that the suppression of the long-radial fluctuations drives the global transport improvement to form the ITB.
JT-60Uにおいて、内部輸送障壁（ITB）形成のメカニズムを理解するために、イオン熱流束と径方向電場の時空間構造を調べた。従来の議論では、ITB形成は乱流の抑制におけるフローシアリング速度に起因するとされているが、我々の観測では、ITB形成時のシアリング速度は、乱流を抑制するには不十分であることが示された（∼1程度）。さらに、ITBは、大域的領域におけるイオン熱流束の急激な減少と同時に形成されることが見出された（Neudatchineら1999年、Plasma Phys. Control. Fusion 41 L39の報告と一致）。また、勾配と流束の関係は、拡散的ではなく、段階的に発展することが明らかになった。これらの観測結果は、長波長の径方向ゆらぎの変化が重要であることを示唆しており、これはJT-60Uにおいて以前に観測されたものである（Nazikianら2005年、Phys. Rev. Lett. 94 135002）。そこで、スケール分離が破れる条件下での径方向電場の非一様性の効果を考慮したモデルを適用し、長波長の径方向ゆらぎの抑制が有効に働き、温度勾配が増大することを示した。長波長の径方向ゆらぎの抑制が大域的輸送の改善を促進し、ITB形成につながるという描像が自然に導かれる。