The influence of electron heating compared to ion heating on plasma performance has been analysed in order to make valid projections towards future devices. The capabilities of the newly upgraded electron cyclotron resonance heating system at ASDEX Upgrade make this analysis feasible by replacing neutral beam injection. Dominantly electron heated plasmas are analysed and compared to dominantly ion heated plasmas. It is investigated if they behave systematically different or if the change of heated species is fully compensated by heat exchange from electrons to ions. Studies of plasmas at high collisionalities are presented in Sommer et al (2012 Nucl. Fusion52 114018). Here, these former investigations are extended towards lower collisionalities. The global plasma parameters show a slight reduction with increasing electron heating arising from a significant decrease of the ion temperature, whereas the electron temperature profile is unchanged. The density profile shows a strong peaking which remains unchanged when modifying the heating mix. The power balance analysis shows an important impact of the heat exchange between electrons and ions. The electron and ion temperatures and the plasma density are modelled with the transport model TGLF. The experimental observations are reproduced verifying the applied code. Linear gyrokinetic calculations with GS2 found the ion temperature gradient mode to be the dominant microinstability in all analysed cases.
電子加熱とイオン加熱の比較がプラズマ性能に及ぼす影響を分析し、将来の装置に対する有効な予測を行うために、ASDEX Upgradeにおける新たにアップグレードされた電子サイクロトロン共鳴加熱システムの能力により、中性粒子ビーム入射を置き換えることでこの分析が可能となった。主に電子加熱されたプラズマと主にイオン加熱されたプラズマを比較分析した。それらが系統的に異なる挙動を示すかどうか、あるいは加熱種の変更が電子からイオンへの熱交換によって完全に補償されるかどうかを調査した。高衝突度のプラズマに関する研究はSommerら(2012 Nucl. Fusion 52 114018)に示されている。ここでは、これらの先行研究を低衝突度へ拡張する。大域的なプラズマパラメータは、電子加熱の増加に伴いわずかな低下を示し、これはイオン温度の顕著な減少に起因する一方、電子温度分布は不変である。密度分布は強いピーキングを示し、加熱配分を変更しても不変のままである。パワーバランス解析は、電子とイオン間の熱交換の重要な影響を示している。電子温度、イオン温度、プラズマ密度は輸送モデルTGLFを用いてモデル化された。実験観測は再現され、適用したコードの検証が行われた。GS2を用いた線形ジャイロ運動論計算により、全ての解析ケースにおいてイオン温度勾配モードが支配的な微視的不安定性であることが判明した。