The dependence of plasma transport and confinement on the main hydrogenic ion isotope mass is of fundamental importance for understanding turbulent transport and, therefore, for accurate extrapolations of confinement from present tokamak experiments, which typically use a single hydrogen isotope, to burning plasmas such as ITER, which will operate in deuterium–tritium mixtures. Knowledge of the dependence of plasma properties and edge transport barrier formation on main ion species is critical in view of the initial, low-activation phase of ITER operations in hydrogen or helium and of its implications on the subsequent operation in deuterium–tritium. The favourable scaling of global energy confinement time with isotope mass, which has been observed in many tokamak experiments, remains largely unexplained theoretically. Moreover, the mass scaling observed in experiments varies depending on the plasma edge conditions. In preparation for upcoming deuterium–tritium experiments in the JET tokamak with the ITER-like Be/W Wall (JET-ILW), a thorough experimental investigation of isotope effects in hydrogen, deuterium and tritium plasmas is being carried out, in order to provide stringent tests of plasma energy, particle and momentum transport models. Recent hydrogen and deuterium isotope experiments in JET-ILW on L-H power threshold, L-mode and H-mode confinement are reviewed and discussed in the context of past and more recent isotope experiments in tokamak plasmas, highlighting common elements as well as contrasting observations that have been reported. The experimental findings are discussed in the context of fundamental aspects of plasma transport models.
プラズマ輸送と閉じ込めの主水素同位体イオン質量への依存性は、乱流輸送を理解するために根本的に重要であり、したがって、通常は単一の水素同位体を使用する現在のトカマク実験から、重水素-三重水素混合で運転されるITERのような燃焼プラズマへの閉じ込めの正確な外挿にとっても重要である。プラズマ特性と周辺輸送障壁の形成の主イオン種への依存性に関する知識は、水素またはヘリウムによるITERの初期低放射化段階と、その後の重水素-三重水素運転への影響を考慮する上で極めて重要である。多くのトカマク実験で観測されている閉じ込め時間の同位体質量に対する好ましいスケーリングは、理論的にはほとんど説明されていないままである。さらに、実験で観測される質量スケーリングは、プラズマ周辺部の条件に依存して変化する。ITER類似のベリリウム壁/タングステン壁を備えたJETトカマク（JET-ILW）における今後の重水素-三重水素実験に備えて、水素、重水素、三重水素プラズマにおける同位体効果の徹底的な実験的調査が実施されており、プラズマのエネルギー、粒子、運動量輸送モデルの厳密な検証を提供することを目的としている。JET-ILWにおける最近の水素および重水素同位体実験によるL-H遷移パワー閾値、LモードおよびHモード閉じ込めに関する結果は、過去およびより最近のトカマクプラズマにおける同位体実験の文脈でレビューされ、報告されている共通要素と対照的な観測結果の両方が強調されている。実験的知見は、プラズマ輸送モデルの基本的側面の文脈で議論されている。