This paper describes joint ITPA studies of the I-mode regime, which features an edge thermal barrier together with L-mode-like particle and impurity transport and no edge localized modes (ELMs). The regime has been demonstrated on the Alcator C-Mod, ASDEX Upgrade and DIII-D tokamaks, over a wide range of device parameters and pedestal conditions. Dimensionless parameters at the pedestal show overlap across devices and extend to low collisionality. When they are matched, pedestal temperature profiles are also similar. Pedestals are stable to peeling–ballooning modes, consistent with lack of ELMs. Access to I-mode is independent of heating method (neutral beam injection, ion cyclotron and/or electron cyclotron resonance heating). Normalized energy confinement H98,y2 ⩾ 1 has been achieved for a range of 3 ⩽ q95 ⩽ 4.9 and scales favourably with power. Changes in turbulence in the pedestal region accompany the transition from L-mode to I-mode. The L–I threshold increases with plasma density and current, and with device size, but has a weak dependence on toroidal magnetic field BT. The upper limit of power for I-modes, which is set by I–H transitions, increases with BT and the power range is largest on Alcator C-Mod at B > 5 T. Issues for extrapolation to ITER and other future fusion devices are discussed.
本論文は、Iモード領域に関する共同ITPA研究について述べる。Iモード領域は、Lモード様の粒子輸送および不純物輸送と、ELM（周辺局在モード）を伴わない周辺熱輸送障壁を特徴とする。この領域は、Alcator C-Mod、ASDEX Upgrade、DIII-Dトカマクにおいて、広範囲の装置パラメータおよびペデスタル条件にわたって実証されている。ペデスタルにおける無次元パラメータは、複数の装置にわたって重なりを示し、低衝突度領域まで拡張される。これらのパラメータが一致する場合、ペデスタル温度分布も類似する。ペデスタルはピーリング・バルーニングモードに対して安定であり、ELMが存在しないことと整合する。Iモードへのアクセスは、加熱方式（中性粒子ビーム入射、イオンサイクロトロン加熱、および/または電子サイクロトロン共鳴加熱）に依存しない。規格化エネルギー閉じ込め時間H98,y2≧1は、3≦q95≦4.9の範囲で達成されており、出力とともに有利にスケーリングする。ペデスタル領域における乱流の変化は、LモードからIモードへの遷移に伴って生じる。L-I遷移閾値は、プラズマ密度、プラズマ電流、および装置サイズとともに増加するが、トロイダル磁場BTに対する依存性は弱い。Iモードの出力上限はI-H遷移によって決定され、BTとともに増加する。Iモードの出力範囲は、B>5 TにおいてAlcator C-Modで最も広い。ITERおよびその他の将来の核融合装置への外挿に関する課題について議論する。