In recent deuterium experiments on the large helical device (LHD), we succeeded in expanding the temperature domain to higher regions for both electron and ion temperatures. Suppression of the energetic particle driven resistive interchange mode (EIC) by a moderate electron temperature increase is a key technique to extend the high temperature domain of LHD plasmas. We found a clear isotope effect in the formation of the internal transport barrier in high temperature plasmas. A new technique to measure the hydrogen isotope fraction was developed in the LHD in order to investigate the behavior of the isotope mixing state. The technique revealed that the non-mixing and the mixing states of hydrogen isotopes can be realized in plasmas. In deuterium plasmas, we also succeeded in simultaneously realizing the formation of the edge transport barrier (ETB) and the divertor detachment. It is found that resonant magnetic perturbation plays an important role in the simultaneous formation of the ETB and the detachment. Contributions to fusion reactor development from the engineering point of view, i.e. negative-ion based neutral beam injector research and the mass balance study of tritium, are also discussed.
大型ヘリカル装置（LHD）における最近の重水素実験において、我々は電子温度とイオン温度の両方について、温度領域をより高温域へ拡大することに成功した。高エネルギー粒子駆動抵抗性交換モード（EIC）が適度な電子温度上昇によって抑制されることは、LHDプラズマの高温領域を拡張するための重要な手法である。我々は、高温プラズマにおける内部輸送障壁の形成において明確な同位体効果を発見した。同位体混合状態の挙動を調べるため、LHDにおいて水素同位体比を測定する新しい手法が開発された。この手法により、プラズマ中で水素同位体の非混合状態と混合状態の両方が実現可能であることが明らかになった。重水素プラズマにおいて、我々は周辺輸送障壁（ETB）とダイバータ非接触状態の同時形成にも成功した。共鳴磁場摂動がETBと非接触状態の同時形成において重要な役割を果たすことが見出された。さらに、工学的観点からの核融合炉開発への貢献、すなわち負イオン源中性粒子ビーム入射装置の研究とトリチウムの質量収支に関する研究についても議論する。