A pellet-induced enhanced confinement (PiEC) phase, with general characteristics similar to those reported for the stellarator W7-X, is observed after single pellet injection (>1019 H atoms) into the neutral beam injection heated phase of plasmas in the mid-sized heliac-type stellarator TJ-II. In addition to a step-like increase in density, plasma diamagnetic energy content rises significantly with respect to that of reference discharges, energy confinement time is similarly enhanced when compared to International Stellarator Scaling law predictions (Yamada et al 2005 Nucl. Fusion45 1684) renormalized for TJ-II, and the triple product, ne · Ti · τE, exhibits a clear bifurcation towards an improved confinement branch when compared to the branch product predicted by the same law. In this work, multiple pellets are injected in series into NBI-heated plasmas in the TJ-II and post-injection plasma performance is reported and discussed. For instance, a charge-exchange recombination spectroscopy diagnostic reveals significantly increased core ion temperatures after pellet injection compared to temperatures achieved in comparable reference plasmas, this pointing to increased ion energy content and improved ion energy confinement during a PiEC phase. It is also found that enhanced performance is independent of whether co- or counter-NBI heating beam is employed. Finally, record stored diamagnetic energy content and plasma beta values are achieved when the largest available pellets are employed. The results indicate that pellet injections extend the operational regime well beyond limits previously achieved in TJ-II without pellets.
単一ペレット注入（>10^19 H原子）後に、中型ヘリアック型ステラレータTJ-IIのプラズマの中性粒子ビーム入射加熱位相へ、ステラレータW7-Xについて報告されたものと類似した一般的特性を持つペレット誘起閉じ込め改善（PiEC）位相が観測される。密度の階段状の増加に加えて、プラズマ反磁性エネルギー含有量は参照放電のそれと比較して有意に上昇し、エネルギー閉じ込め時間も、TJ-II用に再規格化された国際ステラレータスケーリング則予測（Yamada et al 2005 Nucl. Fusion45 1684）と比較して同様に向上する。さらに、三重積 ne・Ti・τE は、同則によって予測される分岐積と比較して、改善された閉じ込め分岐への明確な分岐を示す。本研究では、複数のペレットをTJ-IIのNBI加熱プラズマに直列に注入し、注入後のプラズマ性能を報告し、考察する。例えば、荷電交換再結合分光診断により、ペレット注入後のコアイオン温度が、同等の参照プラズマで達成された温度と比較して有意に上昇することが明らかになり、これはPiEC位相中のイオンエネルギー含有量の増加とイオンエネルギー閉じ込めの改善を示している。また、向上した性能は、co-NBIまたはcounter-NBI加熱ビームのどちらを使用するかに依存しないことも見出された。最後に、利用可能な最大のペレットを使用すると、記録的な蓄積反磁性エネルギー含有量とプラズマベータ値が達成される。これらの結果は、ペレット注入が、ペレットなしで以前にTJ-IIで達成された限界をはるかに超えて運転領域を拡張することを示している。