The Mega Ampère Spherical Tokamak (MAST) programme is strongly focused on addressing key physics issues in preparation for operation of ITER as well as providing solutions for DEMO design choices. In this regard, MAST has provided key results in understanding and optimizing H-mode confinement, operating with smaller edge localized modes (ELMs), predicting and handling plasma exhaust and tailoring auxiliary current drive. In all cases, the high-resolution diagnostic capability on MAST is complemented by sophisticated numerical modelling to facilitate a deeper understanding. Mitigation of ELMs with resonant magnetic perturbations (RMPs) with toroidal mode number nRMP = 2, 3, 4, 6 has been demonstrated: at high and low collisionality; for the first ELM following the transition to high confinement operation; during the current ramp-up; and with rotating nRMP = 3 RMPs. nRMP = 4, 6 fields cause less rotation braking whilst the power to access H-mode is less with nRMP = 4 than nRMP = 3, 6. Refuelling with gas or pellets gives plasmas with mitigated ELMs and reduced peak heat flux at the same time as achieving good confinement. A synergy exists between pellet fuelling and RMPs, since mitigated ELMs remove fewer particles. Inter-ELM instabilities observed with Doppler backscattering are consistent with gyrokinetic simulations of micro-tearing modes in the pedestal. Meanwhile, ELM precursors have been strikingly observed with beam emission spectroscopy (BES) measurements. A scan in beta at the L–H transition shows that pedestal height scales strongly with core pressure. Gyro-Bohm normalized turbulent ion heat flux (as estimated from the BES data) is observed to decrease with increasing tilt of the turbulent eddies. Fast ion redistribution by energetic particle modes depends on density, and access to a quiescent domain with 'classical' fast ion transport is found above a critical density. Highly efficient electron Bernstein wave current drive (1 A W−1) has been achieved in solenoid-free start-up. A new proton detector has characterized escaping fusion products. Langmuir probes and a high-speed camera suggest filaments play a role in particle transport in the private flux region whilst coherence imaging has measured scrape-off layer (SOL) flows. BOUT++ simulations show that fluxes due to filaments are strongly dependent on resistivity and magnetic geometry of the SOL, with higher radial fluxes at higher resistivity. Finally, MAST Upgrade is due to begin operation in 2016 to support ITER preparation and importantly to operate with a Super-X divertor to test extended leg concepts for particle and power exhaust.
メガアンペア球状トカマク（MAST）計画は、ITERの運転準備に向けた主要な物理課題への対応と、DEMO設計選択肢への解決策の提供に重点を置いている。この点において、MASTはHモード閉じ込めの理解と最適化、より小さなエッジ局在モード（ELM）での運転、プラズマ排気の予測と処理、および補助電流駆動の調整において主要な成果をもたらしてきた。いずれの場合も、MASTにおける高分解能診断能力は、高度な数値モデリングと組み合わせることで、より深い理解を促進している。トロイダルモード数nRMP = 2、3、4、6を有する共鳴磁場摂動（RMP）によるELMの緩和が実証されている：高衝突頻度および低衝突頻度において、高閉じ込め運転への遷移後の最初のELMに対して、電流立ち上げ中において、そして回転するnRMP = 3 RMPを用いた場合において。nRMP = 4、6の磁場は回転減速が少なく、一方Hモードへのアクセスに必要な電力はnRMP = 3、6よりもnRMP = 4の方が小さい。ガスまたはペレットによる補充は、ELMが緩和され、ピーク熱流束が低減されたプラズマを、良好な閉じ込めを同時に達成しながらもたらす。ペレット入射とRMPの間には相乗効果が存在する。なぜなら、緩和されたELMはより少ない粒子を除去するからである。ドップラー後方散乱で観測されたELM間不安定性は、ペデスタルにおけるマイクロティアリングモードのジャイロ運動論的シミュレーションと一致する。一方、ELM前駆現象はビーム放射分光（BES）測定によって顕著に観測されている。L-H遷移におけるベータ値の走査は、ペデスタル高さがコア圧力と強くスケーリングすることを示している。ジャイロボーム正規化された乱流イオン熱流束（BESデータから推定）は、乱流渦の傾きの増加とともに減少することが観測される。高エネルギー粒子モードによる高速イオンの再分布は密度に依存し、臨界密度以上では「古典的」高速イオン輸送を有する静穏領域へのアクセスが見出される。ソレノイドフリー立ち上げにおいて、高効率の電子バーンスタイン波電流駆動（1 A W−1）が達成されている。新しい陽子検出器が脱出核融合生成物を特性評価した。ラングミュアプローブと高速カメラは、フィラメントがプライベートフラックス領域における粒子輸送に役割を果たすことを示唆しており、一方コヒーレンスイメージングはスクレイプオフ層（SOL）の流れを測定した。BOUT++シミュレーションは、フィラメントによるフラックスがSOLの抵抗率と磁気幾何学形状に強く依存し、より高い抵抗率ではより高い動径フラックスとなることを示している。最後に、MAST UpgradeはITER準備を支援するために2016年に運転を開始する予定であり、重要事項として、粒子および電力排気のための延長脚概念を試験するスーパーXダイバータを備えて運転される。