The 'improved H-mode' regime, realized in ASDEX Upgrade in 1998 and confirmed by other devices, demonstrates the integration of advanced performance beyond the standard H-mode for confinement (confinement enhancement factor H98(y,2) ⩽ 1.6), stability (normalized beta βN ∼ 3–3.5) and, at densities close to the Greenwald density, exhaust in stationary discharges longer than 40 confinement times or up to six resistive diffusion times. The q-profile is characterized by low central magnetic shear and axis safety factor q0 > 1 that is obtained by particular discharge and heating ramp-up scenarios and maintained via fishbones or benign higher (m, n) instabilities without using elaborate current control. Core transport is still governed by drift-wave turbulence with stiff temperature profiles, but density profiles are more strongly peaked and contribute to the increase in global confinement. A further contribution manifests itself by enhanced pressures at the edge barrier pedestal top and at the ρ = 0.9 surface both increasing with the input power. (3, 2) NTMs remain small, enabling routine operation up to βN ∼ 3 (limited by (2, 1) NTMs) at ITER relevant collisionalities, for normalized Larmor radii down to four times the ITER value and for a broad range of q95 = 3–5. Tailored heat deposition including central wave heating allows for a compromise in density peaking for enhanced confinement and tolerable high-Z impurity concentrations even with tungsten coated structures.As far as the ITER relevance of this regime is concerned, its compatibility with significant central electron heating, low collisionality and even densities close to the Greenwald density combined with type-II ELMs and βN ∼ 3.5 is of importance. The GLF23 turbulence model still predicts peaked density profiles (R/Ln ∼ 3) and sufficient transport to avoid impurity accumulation. At low q95 ∼ 3 the fusion performance in terms of is more than doubled compared with the ITER baseline scenario (performance factor ∼ 0.2) extrapolating to long Q ≫ 10 pulses on ITER. At medium q's bootstrap current fractions up to 50% and performance factors close to 0.2 can be achieved resulting in long inductive pulse lengths of ∼1 h allowing ITER 'hybrid' operation at Q ⩽ 9.
「改良Hモード」と呼ばれる運転領域は、1998年にASDEX Upgradeで実現され、他の装置でも確認されたが、標準Hモードを超える先進的な統合性能を示している。すなわち、閉じ込め(閉じ込め改善係数H98(y,2) ≤ 1.6)、安定性(規格化ベータβN ∼ 3–3.5)、そしてグリーンワルド密度に近い密度において、40閉じ込め時間以上または6抵抗拡散時間以上の定常排気を実現する。qプロファイルは、低い中心磁気シアと軸安全係数q0 > 1を特徴とし、これは特定の放電立ち上げ・加熱ランプアップシナリオによって得られ、複雑な電流駆動を用いることなく、フィッシュボーンまたは benign な高次(m, n)不安定性によって維持される。コア輸送は依然としてドリフト波乱流に支配され、温度プロファイルは剛直的であるが、密度プロファイルはより強くピーク化し、全体の閉じ込め改善に寄与する。さらに、エッジバリアのペデスタル頂部およびρ = 0.9における圧力が向上し、いずれも入力電力の増加とともに上昇する。(3, 2)NTMは小さく維持され、ITER関連の衝突周波数、ITER値の4倍までの規格化ラーモア半径、およびq95 = 3–5の広い範囲において、βN ∼ 3までの定常運転が可能である。中心波動加熱を含む調整された熱堆積により、密度ピーク化と高性能不純物濃度の許容の間で妥協点を見出すことができ、タングステン被覆構造においても高い閉じ込め性能を維持できる。この運転領域のITERへの適用可能性に関しては、有意な中心電子加熱、低衝突周波数、グリーンワルド密度に近い密度、そしてtype-II ELMとβN ∼ 3.5の組み合わせとの両立性が重要である。GLF23乱流モデルは、密度プロファイルのピーク化(R/Ln ∼ 3)と、不純物蓄積を回避するのに十分な輸送を依然として予測する。低q95 ∼ 3では、核融合性能はITERベースラインシナリオと比較して2倍以上に向上し(性能係数 ∼ 0.2)、ITERにおけるQ ≫ 10の長パルス運転へ外挿される。中程度のqでは、自己電流駆動割合が50%まで達し、性能係数 ∼ 0.2が達成可能であり、その結果、ITERにおけるQ ≤ 9の「ハイブリッド」運転を可能とする約1時間の長い誘導パルス長が実現される。