The ion temperature gradient (ITG) modes in transport barriers (TBs) of tokamak plasmas are numerically studied with a code solving gyrokinetic integral eigenvalue equations in toroidal configurations. It is found that multiple ITG modes with conventional and unconventional ballooning mode structures can be excited simultaneously in TBs with steep gradients of ion temperature and density. The characteristics of the modes, including the dependence of the mode frequencies, growth rate and structure on plasma parameters, are systematically investigated. Unconventional modes with large mode-number (where denotes a certain parity and peak number in ballooning space) dominate in the large region (), while the conventional mode with dominates in the medium region (), and unconventional modes with small mode-number dominate in the small region (). Thus, the spectra of these conventional and unconventional modes at steep gradients are qualitatively different from those of the conventional ITG modes at small or medium gradients, in which the growth rate of the only ITG mode with reaches maximum at the medium value . Through scanning ion temperature gradient and density gradient separately, it is proven that the synergetic effect of and , rather than alone, drives the unconventional ITG modes in TBs. Moreover, it is found that the critical value of for driving the unconventional ITG modes with large l number increases with increasing . In addition, the effects of magnetic shear on conventional and unconventional ITG modes in the high confinement regime (H-mode) are analyzed in detail, and compared with equivalent effects on conventional modes in the low and intermediate gradient regimes (L- and I- modes). Finally, the effects of the poloidal wave number and gradients of ion temperature and density on radial transport are analyzed based on quasi-linear mixing length estimations.
トカマクプラズマの輸送障壁（TB）におけるイオン温度勾配（ITG）モードを、トロイダル配位におけるジャイロ運動論的積分固有値方程式を解くコードを用いて数値的に研究した。イオン温度と密度の急峻な勾配を持つ輸送障壁において、従来型および非従来型のバルーニングモード構造を持つ複数のITGモードが同時に励起され得ることが見出された。モード周波数、成長率、および構造のプラズマパラメータへの依存性を含むモードの特性を系統的に調査した。大きなモード数（ここで、 はバルーニング空間における特定のパリティとピーク数を表す）を持つ非従来型モードは、大きな 領域（）で支配的であり、一方、従来型モードは中程度の 領域（）で支配的であり、小さなモード数を持つ非従来型モードは小さな 領域（）で支配的である。したがって、急峻な勾配におけるこれら従来型および非従来型モードの スペクトルは、小さなまたは中程度の勾配における従来型ITGモードのものとは定性的に異なり、そこでは唯一のITGモードの成長率が中程度の 値（）で最大に達する。イオン温度勾配 と密度勾配 を別々に走査することにより、輸送障壁における非従来型ITGモードを駆動するのは、 単独ではなく と の相乗効果であることが証明された。さらに、大きな 数を持つ非従来型ITGモードを駆動するための臨界値 は、 が増加するにつれて増加することが見出された。加えて、高閉じ込め regime（Hモード）における従来型および非従来型ITGモードに対する磁気シアの影響を詳細に解析し、低および中間勾配 regime（LモードおよびIモード）における従来型モードへの影響と比較した。最後に、イオン温度と密度の勾配およびポロイダル波数が動径輸送に及ぼす影響を、準線形混合長推定に基づいて解析した。