ELMy H-modes in helium-4 plasmas provide valuable information on ELMy H-mode physics as well as a possible early low activation operational phase for next-step tokamaks, such as ITER. With this in mind, a series of helium-4 H-mode experiments were performed on JET with pure helium-4 NBI auxiliary heating (up to 12 MW). A set of ELMy H-mode plasmas were produced, in both the Type I ELM regime and a second regime, which showed characteristics similar to the deuterium Type III regime, but with a reverse ELM frequency dependence on power. Sawteeth were also observed, and had similar behaviour to those seen in deuterium. Compared with deuterium plasmas, Type I ELMy H-mode confinement is seen to be 28 ± 6% poorer in helium-4 plasmas and the L–H power threshold 42 ± 10% larger. This is the opposite of the behaviour predicted by experimental isotope mass scalings from hydrogenic plasmas. Comparison with a wider hydrogenic database, enables the effects of isotopic charge and mass to be studied independently.
ヘリウム4プラズマにおけるELMy Hモードは、ELMy Hモード物理に関する貴重な情報を提供するとともに、次世代トカマク（例えばITER）における初期低放射化運転フェーズの可能性も示唆する。この観点から、純ヘリウム4プラズマを用いた一連のELMy Hモード実験がJETで実施され、純ヘリウム4中性粒子ビーム入射（最大12 MW）による加熱が行われた。その結果、Type I ELM領域と、重水素のType III領域に類似した特性を示すがELM周波数の出力依存性が逆転する第二の領域の両方において、ELMy Hモードプラズマが生成された。また、鋸歯状振動も観測され、その挙動は重水素プラズマで見られるものと類似していた。重水素プラズマと比較して、ヘリウム4プラズマではType I ELMy Hモードの閉じ込めが28±6%劣化し、L-H遷移出力閾値は42±10%増大した。これは、水素同位体質量スケーリングから予測される挙動とは逆の結果である。より広範な水素同位体データベースとの比較により、電荷と同位体質量の影響を独立に評価することが可能となる。