We report on the status of Fast Ion Regulated Enhancement (FIRE) mode experiments in the Korea Superconducting Tokamak Advanced Research. This regime is being developed for high-performance, steady-state operation which features a stationary ion internal transport barrier, enabling a central ion temperature approaching 10 keV to be sustained for up to 50 s, without the need for delicate profile control and with no significant impurity accumulation. As its key novelty lies in the significant contribution of fast ions that stabilize core turbulence, the regime has been named FIRE mode. To achieve this regime, neutral beam injection is applied at moderate power levels near the L–H power threshold, while maintaining low plasma density to avoid the L–H transition. The scenario is typically established in diverted magnetic configurations. The core features of FIRE mode were investigated through power balance analysis and fluctuation measurements, revealing a clear transport bifurcation in the ion channel. At the plasma edge, FIRE mode occasionally exhibits I-mode characteristics, particularly in unfavorable magnetic null configurations with q95∼ 4, including the presence of weakly coherent modes. In terms of MHD activity, sawtooth oscillations are observed but appear to be stabilized during the high-performance phase. Fast ion-driven Alfvénic eigenmodes (AEs), indicated by strong frequency chirping near 200 kHz, are also observed. Additionally, lower-frequency MHD activities, distinct from the fast ion-driven AEs, are present and have some influence on plasma performance. The enhancement of core confinement is primarily attributed to fast ion effects, which were evaluated with respect to dilution, alpha stabilization, and resonant interactions with turbulence using gyrokinetic analyses. Among these, the dilution effect was found to be the most dominant. The characteristics of FIRE mode were compared with those of other hot ion plasma scenarios, such as supershot and hot ion mode. While they share many similarities, FIRE mode is distinguished by the accessibility to conditions with Ti ≈ Te, presence of I-mode edge features, and its long-duration sustainment. Predictive simulations of FIRE mode were performed using integrated transport modeling with TRIASSIC, employing the TGLF anomalous transport model. These simulations confirmed the critical role of fast ions in achieving this regime. The future prospect of FIRE mode for application in fusion reactors is discussed, with an emphasis on possibly extending the regime to higher density operation.
韓国超伝導トカマク先進研究におけるFast Ion Regulated Enhancement（FIRE）モード実験の現状について報告する。この運転領域は、高性能・定常運転のために開発されており、定常的なイオン内部輸送障壁を特徴とし、中心イオン温度が10 keVに近い値を、微細なプロファイル制御を必要とせず、かつ有意な不純物蓄積なしに、最大50秒間維持することを可能にする。その主要な新規性は、コア乱流を安定化する高速イオンの顕著な寄与にあるため、この運転領域はFIREモードと名付けられた。この運転領域を達成するために、L-H遷移を回避するため低いプラズマ密度を維持しつつ、L-Hパワー閾値近傍の中程ドのパワーで中性粒子ビーム入射を印加する。このシナリオは、通常、ダイバータ磁気配位で確立される。FIREモードの主要な特徴は、パワーバランス解析と揺動計測を通じて調査され、イオンチャネルにおける明確な輸送分岐が明らかにされた。プラズマ周辺部では、FIREモードは時折Iモード特性を示す。特に、q95∼4の不利な磁気ヌル配位において、弱いコヒーレントモードの存在を含む。MHD活動に関しては、鋸歯状振動が観測されるが、高性能フェーズ中は安定化されているように見える。200 kHz近傍の強い周波数チャープによって示される、高速イオン駆動のアルフヴェン固有モード（AE）も観測される。さらに、高速イオン駆動のAEとは異なる低周波数のMHD活動が存在し、プラズマ性能にいくらか影響を与える。コア閉じ込めの向上は主に高速イオン効果に起因し、その効果はジャイロ運動論解析を用いて、希釈、アルファ安定化、および乱流との共鳴相互作用の観点から評価された。これらの中で、希釈効果が最も支配的であることが分かった。FIREモードの特性は、スーパーショットやホットイオンモードなどの他の高温イオンプラズマシナリオの特性と比較された。それらは多くの類似点を共有する一方で、FIREモードは、Ti ≈ Teの条件への到達可能性、Iモード周辺部の特徴の存在、およびその長時間維持によって区別される。FIREモードの予測シミュレーションは、TGLF異常輸送モデルを用いたTRIASSICによる統合輸送モデリングを用いて実施された。これらのシミュレーションは、この運転領域の達成における高速イオンの決定的な役割を確認した。核融合炉への応用に向けたFIREモードの将来展望について、高密度運転への拡張の可能性に重点を置いて議論する。