The paper compares the transport properties of a set of dimensionless identity experiments performed between JET and JT-60U in the advanced tokamak regime with internal transport barrier, ITB. These International Tokamak Physics Activity, ITPA, joint experiments were carried out with the same plasma shape, toroidal magnetic field ripple and dimensionless profiles as close as possible during the ITB triggering phase in terms of safety factor, normalized Larmor radius, normalized collision frequency, thermal beta, ratio of ion to electron temperatures. Similarities in the ITB triggering mechanisms and sustainment were observed when a good match was achieved of the most relevant normalized profiles except the toroidal Mach number. Similar thermal ion transport levels in the two devices have been measured in either monotonic or non-monotonic q-profiles. In contrast, differences between JET and JT-60U were observed on the electron thermal and particle confinement in reversed magnetic shear configurations. It was found that the larger shear reversal in the very centre (inside normalized radius of 0.2) of JT-60U plasmas allowed the sustainment of stronger electron density ITBs compared with JET. As a consequence of peaked density profile, the core bootstrap current density is more than five times higher in JT-60U compared with JET. Thanks to the bootstrap effect and the slightly broader neutral beam deposition, reversed magnetic shear configurations are self-sustained in JT-60U scenarios. Analyses of similarities and differences between the two devices address key questions on the validity of the usual assumptions made in ITER steady scenario modelling, e.g. a flat density profile in the core with thermal transport barrier? Such assumptions have consequences on the prediction of fusion performance, bootstrap current and on the sustainment of the scenario.
本論文は、先進トカマク領域における内部輸送障壁(ITB)を有するJETとJT-60U間で実施された一連の無次元同一性実験の輸送特性を比較するものである。これらの国際トカマク物理活動(ITPA)共同実験は、安全係数、規格化ラーモア半径、規格化衝突周波数、熱ベータ値、電子対イオン温度比に関して、ITB形成位相中に可能な限り同一のプラズマ形状、トロイダル磁場リップル、および無次元プロファイルを用いて実施された。トロイダルマッハ数を除く最も関連する無次元プロファイルが良好に一致した場合、ITB形成機構と維持機構の類似性が観測された。単調および非単調のqプロファイルの両方において、両装置で同程度の熱イオン輸送レベルが測定された。対照的に、逆磁気シア配位における電子熱輸送および粒子閉じ込めに関しては、JETとJT-60U間で差異が観測された。JT-60Uプラズマの最中心部(規格化半径0.2以内)におけるより大きなシア反転により、JETと比較してより強い電子密度ITBの維持が可能であることが見出された。密度プロファイルのピーキングの結果として、中心部のブートストラップ電流密度はJETと比較してJT-60Uで5倍以上高い。ブートストラップ効果とわずかに広い中性粒子ビーム入射分布により、JT-60Uシナリオでは逆磁気シア配位が自己維持される。両装置間の類似点と相違点の分析は、ITER定常シナリオモデリングにおいて通常行われる仮定、例えば熱輸送障壁を有する中心部の平坦な密度プロファイルなどの妥当性に関する重要な疑問に取り組むものである。そのような仮定は、核融合性能、ブートストラップ電流、およびシナリオの維持に関する予測に影響を及ぼす。