The relevance of the magnetic entropy concept for the description of relaxed current density, temperature and pressure profiles has been recently demonstrated in Ohmic TCV discharges. In this paper the parameter space characterizing the tokamak states with stationary magnetic entropy (SME) is extended to sawtoothing auxiliarly heated discharges. The condition of stationary entropy determines the current density profile and the temperature profile through Ohmic relaxation. The compatibility of SME Ohmically relaxed current density profiles with the toroidal force balance (Grad–Shafranov–Schlüter (GSS)) and the power balance basically restricts the profiles of the pressure and of the effective thermal diffusivity. Furthermore, the `ansatz' on the density profile, introduced successfully in the Ohmic case and supported by theoretical considerations on approximate conservation of adiabatic invariants in particle transport (TEP), imposes a final definite form on the pressure profile, consistently with SME and GSS.It is shown that the magnetic configuration of the SME states is invariant with respect to a certain family of transformations involving the auxiliary power PA, the toroidal magnetic field, the loop voltage, the average density and the major and minor radius. The invariance under the admissible transformations is then the appropriate definition of the concept of profile consistency in the presence of auxiliary heating. It will follow that, on the one hand, the insensitivity of the relaxed profiles to external variation of PA is a particular aspect of this invariance. On the other hand, when the value of PA is fixed by some process internal to the plasma, as the threshold of the L–H transition, and the L-state just before the transition is identified as a SME state, PA should scale with the parameters above consistently with the invariant identification of the state, irrespective of the details of the underlying dynamical process. It is shown that this scaling is precisely that observed for the power threshold of the L–H transition, provided that the confinement time of the L- (and SME) state is given by the ITER89-P scaling law. In the rest of the paper the SME point of view is exemplified by comparing the theory with the profiles observed in Ohmic and ECRH discharges in FTU and with the observed critical gradient-dependence of the thermal diffusivity.
磁気エントロピーの概念が、緩和された電流密度、温度、圧力分布の記述に対して有効であることは、最近、オーム加熱TCV放電において実証された。本論文では、定常磁気エントロピー (SME) を有するトカマク状態を特徴付けるパラメータ空間を、鋸歯状振動を伴う補助加熱放電に拡張する。定常エントロピーの条件は、オーム加熱緩和を通じて電流密度分布と温度分布を決定する。SMEのオーム加熱緩和電流密度分布とトロイダル力平衡 (Grad–Shafranov–Schlüter (GSS)) およびパワーバランスとの整合性は、基本的に圧力分布と実効熱拡散率分布を制約する。さらに、オーム加熱の場合に成功裏に導入され、粒子輸送における断熱不変量の近似的保存に関する理論的考察 (TEP) によって支持される密度分布に関する「アンザッツ」は、SMEおよびGSSと整合的に、圧力分布に最終的な確定形式を課す。SME状態の磁気配位は、補助加熱パワーPA、トロイダル磁場、ループ電圧、平均密度、ならびに大半径および小半径を含む特定の変換群に対して不変であることが示される。許容される変換の下での不変性は、補助加熱の存在下における分布の整合性の概念の適切な定義となる。一方で、緩和された分布のPAの外部変動に対する非感受性は、この不変性の特定の側面であることが帰結される。他方で、PAの値がL–H遷移の閾値のようにプラズマ内部の何らかの過程によって固定され、遷移直前のL状態がSME状態として同定される場合、PAは、基礎となる力学過程の詳細に関係なく、状態の不変的同定と整合的に上記のパラメータとともにスケーリングすべきである。このスケーリングが、L- (およびSME) 状態の閉じ込め時間がITER89-Pスケーリング則によって与えられる場合、L–H遷移のパワー閾値に対して観測されるものと正確に一致することが示される。論文の残りの部分では、SMEの観点を、理論とFTUにおけるオーム加熱およびECRH放電で観測された分布との比較、ならびに観測された熱拡散率の臨界勾配依存性との比較によって例証する。