Ion heating experiments have been carried out in the large helical device using ECH (82.5, 84.0, 168 GHz, ⩽1 MW), ICRF (38.5 MHz, ⩽2.7 MW) and NBI (H° beam: 160 keV, ⩽9 MW). The central ion temperature has been observed from the Doppler broadening of Ti XXI (2.61 Å) and Ar XVII (3.95 Å) x-ray lines, which are measured using a newly installed crystal spectrometer with a charge-coupled device. Recently, in ECH discharges, on-axis heating became possible. As a result, a high Te(0) of 6–10 keV and a high ion temperature of 2.2 keV were obtained at ne = 0.6×1013 cm−3. A clear increment of Ti was also observed with the enhancement of the electron–ion energy flow when the ECH pulse was added to the NBI discharge. These results demonstrate the feasibility towards ECH ignition. A clear Ti increment was observed also in ICRF discharges at low density ranges of (0.4–0.6)×1013 cm−3 with appearance of a new operational range of Ti(0) = 2.8 keV > Te(0) = 1.9 keV. In low power ICRF heating (1 MW), the fraction of bulk ion heating is estimated to be 60% of the total ICRF input power, which means Pi>Pe. Higher Ti(0), up to 3.5 keV, was obtained for a combined heating of NBI (<4 MW) and ICRF (1 MW) at density ranges of (0.5–1.5)×1013 cm−3. The highest Ti(0) of 5 keV was recorded in Ne NBI discharges at ne<1×1013 cm−3 with the achievement of Ti(0)>Te(0), whereas the Ti(0) remained at relatively low values of 2 keV in H2 and He NBI discharges due to less Pi. The main reasons for the high Ti achievement in the Ne discharges are: (1) 30% increment of deposition power, (2) increase in Pi/ni (five times, Pi/ni≫Pe/ne, Pi<Pe) and (3) increase in τei (three times). The obtained Ti(0) data can be plotted by a smooth function of Pi/ni. This result strongly suggests that the ion temperature increases even in the H2 discharge if the Pi can be raised up.
イオン加熱実験が大型ヘリカル装置において、ECH（82.5、84.0、168 GHz、≤1 MW）、ICRF（38.5 MHz、≤2.7 MW）、およびNBI（H°ビーム：160 keV、≤9 MW）を用いて実施された。中心イオン温度は、新たに設置されたCCDを備えた結晶分光器を用いて測定されたTi XXI（2.61 Å）およびAr XVII（3.95 Å）X線のドップラー広がりから観測された。最近、ECH放電において軸上加熱が可能となった。その結果、ne = 0.6×10¹³ cm⁻³において、高いTe(0)（6–10 keV）および高いイオン温度（2.2 keV）が得られた。NBI放電にECHパルスを追加した際、電子–イオンエネルギー流の増強に伴ってTiの明確な増加も観測された。これらの結果は、ECHによる点火への実現可能性を示している。また、ICRF放電においても、低密度領域（0.4–0.6）×10¹³ cm⁻³でTiの明確な増加が観測され、Ti(0) = 2.8 keV > Te(0) = 1.9 keVという新たな動作領域の出現が見られた。低パワーICRF加熱（1 MW）では、バルクイオン加熱の割合はICRF入力パワー全体の約60%と推定され、これはPi > Peを意味する。より高いTi(0)（最大3.5 keV）は、密度範囲（0.5–1.5）×10¹³ cm⁻³におけるNBI（<4 MW）とICRF（1 MW）の組み合わせ加熱によって得られた。最高のTi(0)（5 keV）は、ne < 1×10¹³ cm⁻³のNe NBI放電において記録され、Ti(0) > Te(0)が達成された。一方、H₂およびHe NBI放電では、Piが小さいためTi(0)は約2 keVの比較的低い値に留まった。Ne放電における高いTi達成の主な理由は、(1) 堆積パワーの30%増加、(2) Pi/niの増加（5倍、Pi/ni ≫ Pe/ne、Pi < Pe）、および(3) τeiの増加（3倍）である。得られたTi(0)データは、Pi/niの滑らかな関数としてプロットできる。この結果は、Piを十分に高めることができれば、H₂放電においてもイオン温度が上昇することを強く示唆している。