I would like to express gratitude to the IAEA, the journal Nuclear Fusion and its board for this acknowledgement of work carried out at the MIT Alcator C-Mod tokamak. I must begin by making it clear that this is in no way an award to an individual. The experiments, data analysis and paper were a true collaborative effort from the C-Mod team. It is a honor to work with them and to accept the award on their behalf. I would also like to thank the US Department of Energy for their support in funding this research.The paper describes the exploration of the 'improved' confinement regime dubbed 'I-mode'. The distinguishing feature of this operational mode is a robust boundary pedestal in temperature with the somewhat surprising lack of any form of density pedestal. Thus the regime exhibits an enhanced energy confinement similar to H-mode, roughly double of L-mode at fixed input power, yet has global fuel and impurity particle transport of L-mode. These features are intriguing from a scientific and practical point of view. On the science side it is extremely useful to obtain such a clear demarcation between the energy and particle transport. For example, soon after its discovery, the I-mode was used to extract the observation that the edge T pedestal is the strongest determinant for intrinsic rotation in work by John Rice, Pat Diamond and colleagues. Recent results regarding core transport by Anne White, Nate Howard and colleagues show that I-mode has intriguing properties with respect to core response of fluctuations and profile stiffness. Mike Churchill's recent Ph. D study on C-Mod shows that I-mode exhibits no strong poloidal impurity asymmetry, unlike H-mode. The I-mode posed an interesting test for the peeling-ballooning-KBM model of the pedestal, the subject of the 2014 Nuclear Fusion award of Phil Snyder, and was examined by John Walk and Jerry Hughes showing that in fact the lack of the density pedestal pushed the I-mode far away from the P-B limit, and thus the limiting transport/stability feature of the I-mode was in a sense self-enforcing for keeping the regime free of ELMs. Also intriguing is that the I-mode exhibits global energy confinement scaling with a very weak power degradation, presumably this arises from a temperature pedestal which is not regulated by stability, it seems I-mode provides fertile ground for studying basic plasma phenomena.From a pragmatic point of view I-mode has now been obtained and studied in ASDEX-Upgrade and DIII-0D, as reported by Amanda Hubbard at this conference. There are interesting similarities to the C-Mod observations, such as a Te pedestal without a density pedestal, but also differences which are being sorted through in details of the edge fluctuations and the operational window to access I-mode. The I-mode is 'found' at power levels between L- and H, and thus suppressing the H-mode transition is a key aspect to maintaining I-mode. This is done basically by operating with the ion grad-B drift pointed away from the primary X-point. This is one of the reasons why intrinsically stationary regimes like I-mode, and others like QH-mode, are an attractive option for burning plasma scenarios without the need for ELM, if accessible and maintainable this requires no additional hardware since the pedestal self-regulates. In addition I-mode is highly attractive because of the L-mode particle confinement: the turbulence-dominated particle transport greatly eases both fuelling requirements and impurity control. Indeed I-mode is highly successful on the all high-Z wall of C-Mod. And in a burning plasma the control of the operating point is primarily through density control, thus one foresees that burn control through densification is very powerful and promising. Recent work has suggested that the power requirement to access I-mode has rather weak B dependence. This may explain why the regime has a relatively wide operating window in the high-field C-Mod and I-mode may be highly applicable to high B ITER and reactors. So while it is relatively early after this paper and the I-mode discovery, we expect continued interesting work in this area.I would also like to point out another feature of the Nuclear Fusion paper from 2010. Approximately one third of the co-authors were students at the time when the paper was written. Indeed, it is unlikely that I-mode would have been discovered without students. A student, Rachael McDermott, was seeking to slow down the confinement transition time in order to capture it with her new charge-exchange spectroscopy diagnostic. The attempt was a 'crazy idea' to use the 'unfavorable' grad-B drift with a very careful set of small power steps just below the H-mode transition. It was in such steps that the I-mode was found and then later expanded to a much wider operating window once it was realized how attractive the I-mode appeared. I believe the fusion community can take two lessons from this. First, it is vital that we continue to support the education of young scientists. Our investments in new devices are for naught if we do not have an extremely talented and trained new generation coming behind us. And to do that means we need to assure student are integrated with access to leading facilities like C-Mod where one third of the session leaders are students. Secondly, and related, small, capable and versatile fusion experiments are both highly appropriate to meet the education mission and to push forward the fusion science because of their ability to take on risk and try new ideas, and to explore unique, but relevant, parts of parameter space such as high magnet field fusion. I urge that we continue to support such facilities in the international fusion portfolio.Thank you again on behalf of the co-authors and the C-Mod team.
IAEA、核融合ジャーナル『Nuclear Fusion』およびその編集委員会に対し、MITアルカターC-Modトカマクで行われた研究に対するこの評価に感謝の意を表します。まず初めに、これは決して個人に対する賞ではないことを明確にしておかなければなりません。実験、データ解析、そして論文は、C-Modチームによる真の共同作業の成果でした。彼らと共に働き、彼らを代表してこの賞を受け取ることは光栄です。また、この研究に資金提供の支援をいただいた米国エネルギー省にも感謝いたします。 本論文は、「Iモード」と呼ばれる「改善された」閉じ込め状態の探求について述べたものです。この運転モードの際立った特徴は、何らかの密度ペデスタルが存在しないにもかかわらず、温度において堅牢な境界ペデスタルが存在することです。したがって、この状態は、固定入力電力においてLモードの約2倍というHモードに類似したエネルギー閉じ込めの改善を示す一方で、燃料および不純物の粒子輸送はLモードと同様です。これらの特徴は、科学的にも実用的にも興味深いものです。科学面では、エネルギー輸送と粒子輸送の間にこれほど明確な区別が得られることは極めて有用です。例えば、Iモードが発見された直後、ジョン・ライス、パット・ダイアモンドらによる研究において、エッジのTペデスタルが内部回転の最も強い決定要因であるという観測結果を導き出すためにIモードが使用されました。アン・ホワイト、ネイト・ハワードらによるコア輸送に関する最近の結果は、Iモードが変動のコア応答とプロファイル剛性に関して興味深い特性を持つことを示しています。マイク・チャーチルによるC-Modでの最近の博士研究は、IモードがHモードとは異なり、強いポロイダル不純物非対称性を示さないことを実証しています。Iモードは、フィル・スナイダーによる2014年のNuclear Fusion賞の対象となったペデスタルのピーリング・バルーニング・KBMモデルにとって興味深い試験台となり、ジョン・ウォークとジェリー・ヒューズによる検討により、実際には密度ペデスタルの欠如がIモードをP-B限界から遠ざけ、したがってIモードの限界となる輸送・安定性の特徴は、ELMのない状態を維持するという点である意味で自己強化型的であることが示されました。また興味深いことに、Iモードは非常に弱い電力劣化を伴う全体的なエネルギー閉じ込めスケーリングを示しますが、これはおそらく安定性によって制御されない温度ペデスタルに起因するものであり、Iモードは基礎的なプラズマ現象を研究するための豊かな土壌を提供していると思われます。 実用的な観点からは、Iモードは現在、ASDEX-UpgradeおよびDIII-Dにおいても実現され、研究されています。これは、アマンダ・ハバードが本会議で報告したとおりです。C-Modでの観測との興味深い類似点、例えば密度ペデスタルを伴わないTeペデスタルなどがありますが、エッジ変動の詳細やIモードへのアクセスに関する運転窓には相違点もあり、現在検討が進められています。IモードはLモードとHモードの間の電力レベルで「発見」され、したがってHモード遷移を抑制することがIモードを維持するための鍵となります。これは基本的に、イオンのgrad-Bドリフトが主X点から離れる方向を向くように運転することによって達成されます。このことは、Iモードのような本質的に定常的な状態、およびQHモードのような他の状態が、ELMを必要としない燃焼プラズマシナリオにとって魅力的な選択肢である理由の一つです。アクセス可能かつ維持可能であれば、ペデスタルが自己制御するため、追加のハードウェアは不要です。さらに、IモードはLモードの粒子閉じ込めのために非常に魅力的です。乱流支配の粒子輸送により、燃料供給要件と不純物制御の両方が大幅に緩和されます。実際、IモードはC-Modの全高Z壁において非常に高い成功率を示しています。また、燃焼プラズマにおいて運転点の制御は主に密度制御を通じて行われるため、密度上昇による燃焼制御は非常に強力で有望であると予見されます。最近の研究では、Iモードへのアクセスに必要な電力要件がBに対してかなり弱い依存性を持つことが示唆されています。これは、高磁場のC-Modにおいてこの状態が比較的広い運転窓を持つ理由を説明する可能性があり、Iモードは高磁場のITERや炉心リアクターに広く適用可能であるかもしれません。したがって、この論文とIモードの発見からは比較的時期は早いものの、この分野では今後も興味深い研究が続くものと期待しています。 また、2010年のNuclear Fusion論文のもう一つの特徴を指摘したいと思います。論文執筆時点で、共著者の約3分の1は学生でした。実際、Iモードは学生なしでは発見されなかったでしょう。学生であったレイチェル・マクダーモットは、自身の新しい荷電交換分光診断装置を用いて閉じ込め遷移時間を遅くすることを試みていました。その試みは、Hモード遷移の直下で非常に注意深く設定された一連の小さな電力ステップとともに、「好ましくない」grad-Bドリフトを使用するという「突飛なアイデア」でした。そのようなステップの中でIモードが発見され、その後、Iモードがどれほど魅力的であるかが認識されると、より広い運転窓へと拡大されました。私は、核融合コミュニティはこのことから2つの教訓を得ることができると考えます。第一に、若い科学者の教育を支援し続けることが極めて重要です。私たちの新しい装置への投資は、私たちの後に続く非常に有能で訓練された新世代がいなければ無駄になってしまいます。そしてそのためには、学生がC-Modのような主要な施設に統合され、アクセスできることを保証する必要があります。C-Modでは、セッションリーダーの3分の1が学生です。第二に、これに関連しますが、小規模で高性能かつ多用途な核融合実験装置は、教育使命を果たす上で非常に適しているだけでなく、リスクを取って新しいアイデアを試し、高磁場核融合のようなパラメータ空間の独自の、しかし関連性のある領域を探求する能力を通じて、核融合科学を前進させる上でも非常に適しています。私は、国際的な核融合ポートフォリオにおいてこのような施設を支援し続けることを強く求めます。改めて、共著者およびC-Modチームを代表して感謝申し上げます。