This paper presents experimental results on the accessibility and the properties of plasmas with improved confinement in TCV. First, the H-mode threshold power is measured in Ohmic plasmas. Above an Ohmic threshold density, the threshold power increases with the density. A lower threshold density is found when additional electron cyclotron heating (ECH) is applied. At these low densities, the threshold power increases dramatically with decreasing density. Only a small fraction of the wide operational domain leading to the Ohmic H-mode is found to lead to a stationary regime with edge localized modes (ELMs). The ELMs have an irregular frequency, but in TCV they can be triggered by an external magnetic perturbation that induces a rapid vertical movement of the plasma. With this perturbation, the ELM frequency can be increased. The ELM triggering mechanism is provided by the vertical movement of the plasma away from the X-point of a single null configuration. This movement induces a positive current at the plasma edge, and we deduce that the ELMs are being controlled by this modification of the plasma edge current.Electron internal transport barriers (eITBs) are produced deep in the plasma during the stationary phase of TCV discharges. Different scenarios of ECH or electron cyclotron current drive (ECCD) at different radial locations have been used to obtain eITBs with and without inductively driven current. The eITBs are characterized by steep electron temperature gradients, high confinement improvement and a large fraction of bootstrap current. In plasmas with fully non-inductively driven current the size and the strength of the eITB are controlled by the location of the power deposition and by the co- or counter-direction of the central ECCD. Finally, a small inductive perturbation of an otherwise non-inductively driven plasma current profile progressively shrinks the eITB, confirming the link between current profiles and eITBs.
本論文は、TCVにおける閉じ込め改善プラズマの到達可能性と特性に関する実験結果を提示する。まず、オーミックプラズマにおけるHモード閾値パワーを測定する。オーミック閾値密度以上では、閾値パワーは密度とともに増加する。追加の電子サイクロトロン加熱（ECH）を印加すると、より低い閾値密度が得られる。これらの低密度では、閾値パワーは密度の減少に伴って劇的に増加する。オーミックHモードに至る広い運転領域のうち、わずかな部分のみが周辺局在モード（ELM）を伴う定常状態に至ることが見出される。ELMは不規則な周波数を有するが、TCVでは外部磁場摂動によってELMを誘発することができ、この摂動はプラズマの急速な垂直移動を誘起する。この摂動により、ELM周波数を増加させることができる。ELM誘発機構は、単一ヌル配位のX点から離れるプラズマの垂直移動によってもたらされる。この移動はプラズマ周辺部に正の電流を誘起し、我々はELMがこのプラズマ周辺電流の変化によって制御されていると推論する。電子内部輸送障壁（eITB）は、TCV放電の定常位相中にプラズマ深部で生成される。異なる半径位置におけるECHまたは電子サイクロトロン電流駆動（ECCD）の異なるシナリオを用いて、誘導電流の有無にかかわらずeITBが得られている。eITBは、急峻な電子温度勾配、高い閉じ込め改善、および大きなブートストラップ電流割合によって特徴づけられる。完全に非誘導電流駆動のプラズマでは、eITBの大きさと強度は、パワー堆積位置と中心ECCDの共方向または逆方向によって制御される。最後に、非誘導電流駆動プラズマ電流分布への小さな誘導摂動は、eITBを徐々に縮小させ、電流分布とeITBの間の関連を確認するものである。