For exploring tokamak operation regimes that deliver both high β and good energy confinement, power scans at JET with ITER-like wall have been performed. Relatively weak degradation of the confinement time coincides with increased core temperature of the ions at high power. The changes in core turbulence characteristics during a power scan with an optimized (broad) q profile are analyzed by means of nonlinear gyrokinetic simulations. The increase in β is crucial for stabilizing ion temperature gradient driven turbulence, accompanied by increased ion to electron temperature ratio, the presence of a dynamic fast ion species, as well as the geometric stabilization by increased thermal and suprathermal pressure. A sensitivity study with respect to the q profile reveals that electromagnetic effects are more pronounced at larger values of q. Further, it is confirmed that turbulence suppression due to rotation becomes less effective in such strongly electromagnetic systems. Electrostatic simplified models may thus perform well in present-day devices, in which high β is often correlated with high rotation, but provide poor extrapolation towards low rotation devices. Implications for ITER and reactor plasmas are discussed.
要約： 高βと良好なエネルギー閉じ込めの両方を実現するトカマク運転領域を探求するため、ITER類似壁を備えたJETにおいてパワースキャンが実施された。閉じ込め時間の比較的弱い劣化は、高パワー時におけるイオン温度の上昇と一致する。最適化された（広がった）q分布を用いたパワースキャン中におけるコア乱流特性の変化は、非線形ジャイロ運動論シミュレーションによって解析された。βの増加は、イオン温度勾配駆動乱流の安定化に決定的であり、それに伴うイオン対電子温度比の上昇、動的高速粒子種の存在、ならびに熱的および超熱的圧力による幾何学的安定化が寄与する。q分布に関する感度解析により、電磁効果はより大きなq値でより顕著になることが示された。さらに、回転による乱流抑制は、このような強電磁系では効果が低下することが確認された。したがって、静電的簡略モデルは、高βが高回転としばしば相関する現行装置では良好に機能する可能性があるが、低回転装置への外挿には不十分である。ITERおよび炉心プラズマへの影響について議論する。