A major objective of the experimental program in the last phase of the W7-AS stellarator was to explore and demonstrate the high-β performance of advanced stellarators. MHD-quiescent discharges at low impurity radiation levels with volume averaged β-values of up to ⟨β⟩ = 3.4% have been achieved. A very important prerequisite was the attainment of the high density H-Mode (HDH) regime. This was made possible by the installation of extensive graphite plasma facing components designed for island divertor operation. The co-directed neutral beam injection provided increased absorbed heating power of up to 3.2 MW in high-β plasmas with B ⩽ 1.25 T. The anticipated improved features concerning equilibrium and stability at high plasma β could be verified experimentally by the comparison of x-ray data with free boundary equilibrium calculations. The maximum β found in configurations with a rotational transform around is determined by the available heating power. No evidence of a stability limit has been found in the accessible configuration space, and the discharges are remarkably quiescent at maximum β, most likely due the increase of the magnetic well depth. An increase in low m/n MHD activity is typically observed during the transition towards high β. The beneficial stability properties of net-current-free configurations could be demonstrated by comparison with configurations where a significant inductive current drive was involved. Current driven instabilities such as tearing modes and soft disruptions can prevent access to β-values as high as in the currentless case. The experimental results indicate that optimized stellarators such as W7-X can be considered as a viable option for an attractive stellarator fusion reactor.
W7-ASステラレーターの最終段階における実験プログラムの主な目的は、先進ステラレーターの高β性能を探求し実証することであった。体積平均β値が⟨β⟩ = 3.4%に達する、MHDクエセントで低放射損失の放電が達成された。非常に重要な前提条件は、高密度Hモード（HDH）領域の達成であった。これは、アイランドダイバータ運転用に設計された大規模なグラファイト製プラズマ対向機器の設置によって可能となった。共方向中性粒子ビーム入射により、B ≤ 1.25 Tの高βプラズマにおいて、最大3.2 MWの吸収加熱電力が供給された。高プラズマβにおける平衡と安定性に関する予想された改善特性は、X線データと自由境界平衡計算の比較により実験的に検証された。回転変換が約1の配位で見出された最大βは、利用可能な加熱電力によって決定される。到達可能な配位空間において安定性限界の証拠は見出されず、最大β時における放電は顕著に静穏であり、これはおそらく磁気井戸深さの増加によるものである。高βへの遷移中には、低m/nのMHD活動の増加が典型的に観測された。無電流配位の有益な安定性特性は、有意な誘導電流駆動を伴う配位との比較によって実証された。電流駆動不安定性（テアリングモードやソフトディスラプションなど）は、無電流の場合と同程度の高いβ値への到達を妨げる可能性がある。実験結果は、W7-Xのような最適化されたステラレーターが、魅力的なステラレーター核融合炉の有力な選択肢となり得ることを示している。