Density and power scan experiments have been carried out at various magnetic field strengths on the Large Helical Device (LHD), to investigate the temperature and magnetic field dependences of the thermal diffusivity. In the moderate density regime, the thermal diffusivity shows gyro-Bohm-like parameter dependences. In the high-density and low-temperature regime, on the other hand, the thermal diffusivity increases with the square root of the local electron temperature and decreases with a 1.2 power of the magnetic field strength. The turning point temperature where the weak temperature dependence changes to the gyro-Bohm type is also found to increase with a 0.8 power of the magnetic field strength. Based on the experimental results, dimensionally correct scalings for the energy confinement time, τE, and the plasma stored energy for the high-density LHD plasmas have been derived. Compared with the gyro-Bohm model (τE ∝ (n/P)3/5, where n and P denote the density and the heating power, respectively) and the international stellarator scaling 1995 (τE ∝ n0.51P−0.59), our scaling has a weaker positive dependence on the density together with the mitigated power degradation as τE ∝ (n/P)1/3, owing to the weak temperature dependence of the thermal diffusivity.
密度およびパワースキャン実験を、大型ヘリカル装置（LHD）において様々な磁場強度で実施し、熱拡散率の温度依存性および磁場依存性を調べた。中程度の密度領域では、熱拡散率はジャイロ・ボーム型のパラメータ依存性を示す。一方、高密度・低温領域では、熱拡散率は局所電子温度の平方根に比例して増加し、磁場強度の1.2乗に反比例して減少する。弱い温度依存性からジャイロ・ボーム型への遷移が起こる転移温度も、磁場強度の0.8乗に比例して増加することが見出された。実験結果に基づき、高密度LHDプラズマにおけるエネルギー閉じ込め時間τEおよびプラズマ蓄積エネルギーの次元的に正しいスケーリング則を導出した。ジャイロ・ボームモデル（τE ∝ (n/P)3/5、ここでnは密度、Pは加熱パワーを表す）および国際ステラレータースケーリング1995（τE ∝ n0.51P−0.59）と比較すると、我々のスケーリング則は、熱拡散率の弱い温度依存性により、密度に対する正の依存性がより弱く、パワー劣化が緩和された形（τE ∝ (n/P)1/3）を示す。