The characteristics of ion heat transport inside the internal transport barrier (ITB), which is sustained by weak magnetic shear, are investigated using a cold pulse induced by supersonic molecular-beam injection (SMBI) in JT-60U. It is known that cold-pulse propagation in ITBs usually significantly reduces the temperature and degrades the temperature gradient. When subsequent SMBIs are launched before the temperature has recovered, it is observed that the temperature gradient of the ITB is not monotonically decreased but alternately decreased and increased. Alternating decreasing and increasing phases of the ITB temperature gradient continue for about 1 s (∼6τE), and the properties of the cold-pulse propagation and the flux-gradient relations differ according to the phase. The usual transient transport analysis is also provided by inducing a cold pulse in stationary ITBs. A rapid reduction and recovery of the temperature is observed inside the ITBs, and it is found that the ion-heat flux changes without a variation in the local ion-temperature gradient or a change to the other observable local parameters. The flux-gradient relations exhibit significant hysteresis in two ITB cases: (i) ITBs with strong electron-density gradients and (ii) ITBs with weak ion-temperature gradients. In addition, the range in which hysteresis appears is most likely to depend on the width of the ITB.
弱い磁気シアによって維持される内部輸送障壁(ITB)内部のイオン熱輸送の特性を、JT-60Uにおいて超音速分子ビーム入射(SMBI)によって誘起された冷パルスを用いて調べた。ITBにおける冷パルス伝播は通常、温度を著しく低下させ、温度勾配を劣化させることが知られている。温度が回復する前にその後のSMBIが入射されると、ITBの温度勾配は単調に減少するのではなく、交互に減少と増加を繰り返すことが観測された。ITB温度勾配の減少と増加の位相が交互に現れる状態は約1秒間(∼6τE)続き、冷パルス伝播の特性とフラックス-勾配関係は位相に応じて異なる。定常ITBにおいて冷パルスを誘起することにより、通常の過渡輸送解析も行った。ITB内部では温度の急激な低下と回復が観測され、局所的なイオン温度勾配の変化や他の観測可能な局所パラメータの変化を伴わずにイオン熱流束が変化することが見いだされた。フラックス-勾配関係は、2つのITBの場合、すなわち(i)強い電子密度勾配を持つITBと(ii)弱いイオン温度勾配を持つITBにおいて、顕著なヒステリシスを示す。さらに、ヒステリシスが現れる範囲は、ITBの幅に依存する可能性が最も高い。