The article treats the recent development of quasi-steady ELMy high βp H mode discharges with enhanced confinement and high β stability, where long sustainment time, an increase in absolute fusion performance and extension of the discharge regime towards low q95 (∼3) are emphasized. After modification to the new W shaped pumped divertor, a long heating time (9 s) with a high total heating energy input of 203 MJ became possible without a harmful increase in impurity and particle recycling. In addition, optimization of the pressure profile characterized by the double transport barriers, optimum electron density and/or high triangularity δ made it possible to extend the performance in long pulses. The DT equivalent fusion gain QeqDT ≈ 0.1 (δ = 0.16) was sustained for ∼9 s (∼50τE, ∼10τ*p) and QDTeq ≈ 0.16 (δ = 0.3) for 4.5 s at Ip = 1.5 MA. In the latter case with higher δ, an H factor ( = τE/τITER89PLE) of ∼2.2, βN ≈ 1.9 and βp ≈ 1.6 were sustained with 60-70% of the non-inductively driven current. In the low q95 (∼3) region, the β limit was improved by the high δ (∼0.46) shape, where βN ≈ 2.5-2.7 was sustained for ∼3.5 s with the collisionality close to that of ITER-FDR plasmas. The limit of the edge α parameter in the ELMy phase increases with δ, which is the main reason behind the improved β limit in a long pulse at high δ. The sustainable value of βNH also increases with δ. Sustainable βN is limited by the onset of low n resistive modes. Direct measurement of island width shows agreement with the neoclassical tearing mode theory.
本論文は、準定常ELMy高β Hモード放電の最近の進展について述べたものであり、長時間維持、絶対核融合性能の向上、および低q95（∼3）領域への放電領域の拡大に焦点を当てている。新型W字型ダイバータへの改造後、不純物および粒子リサイクリングの有害な増加を伴うことなく、総加熱エネルギー203 MJ、加熱時間9秒を達成した。さらに、二重輸送障壁を特徴とする圧力分布の最適化、最適電子密度、および高三角形度δにより、長時間パルスでの性能向上が可能となった。DT等価核融合利得Qeq DT ≈ 0.1（δ = 0.16）は約9秒間（∼50τE、∼10τ*p）維持され、Qeq DT ≈ 0.16（δ = 0.3）はIp = 1.5 MAにおいて4.5秒間維持された。高δの後者の場合、H因子（= τE/τITER89P）≈ 2.2、βN ≈ 1.9、βp ≈ 1.6が、非誘導電流駆動割合60-70%で維持された。低q95（∼3）領域では、高δ（∼0.46）形状によりβ限界が改善され、βN ≈ 2.5-2.7が約3.5秒間、ITER-FDRプラズマに近いコリジナリティで維持された。ELMy位相における端部αパラメータの限界はδとともに増加し、これが高δ長時間パルスにおけるβ改善の主な理由である。持続可能なβNもδとともに増加する。持続可能なβNは低n抵抗性モードの発生によって制限され、島幅の直接測定は新古典テアリングモード理論と一致することを示している。