The main TJ-II results since 2012 are presented in this overview. Impurity confinement is studied showing an isotopic dependence of impurity confinement time, asymmetries in parallel impurity flows in TJ-II ion-root plasmas and impurity density asymmetries within a flux surface. In addition, first observations of electrostatic potential variations within the same magnetic flux surface are presented. Evidence of the impact of three-dimensional magnetic structures on plasma confinement and L–H transitions is also presented. The leading role of the plasma turbulence is emphasized by the observed temporal ordering of the limit cycle oscillations at the L–I–H transition. Comparative studies between tokamaks and stellarators have provided direct experimental evidence for the importance of multi-scale physics to unravel the impact of the isotope effect on transport. Novel solutions for plasma facing components based on the recently installed Li-liquid limiters (LLLs) have been developed on TJ-II, showing the self-screening effect of evaporating liquid lithium, protecting plasma-facing components against heat loads, and tritium inventory control. Regarding plasma stability, magnetic well scan experiments show that traditional stability criteria, on which the optimization of stellarator configurations is based, may miss some stabilization mechanisms. Further effects of ECRH on Alfvénic instabilities are investigated, showing that moderate off-axis ECH power deposition modifies the continuous nature of the Alfvén eigenmodes, and frequency chirping sets in. This result shows that ECH can be a tool for AE control that might be ITER and reactor-relevant.
要約:本稿では、TJ-IIにおける2012年以降の主な研究成果を概説する。不純物閉じ込めに関する研究では、不純物閉じ込め時間の同位体依存性、TJ-IIイオン根プラズマにおける平行方向の不純物流の非対称性、および磁気面内における不純物密度の非対称性が示されている。さらに、同一磁気面内における静電ポテンシャルの変動の初観測結果も示されている。また、3次元磁場構造がプラズマ閉じ込めおよびL–H遷移に及ぼす影響の証拠が示されている。L–I–H遷移におけるリミットサイクル振動の時間的順序から、プラズマ乱流が主導的役割を果たすことが強調されている。トカマクとヘリカル装置の比較研究により、輸送に対する同位体効果の影響を解明するための多スケール物理の重要性を示す直接的な実験的証拠が得られている。最近設置された液体リチウムリミター(LLL)に基づくプラズマ対向部品の新規ソリューションがTJ-IIで開発され、蒸発する液体リチウムの自己遮蔽効果、プラズマ対向部品への熱負荷の保護、およびトリチウムインベントリ制御が実証されている。磁気井戸のスキャン実験により、ヘリカル装置の最適化の基礎となる従来の安定性基準では説明できない安定化メカニズムの存在が示されている。さらに、ECRHがアルヴェン固有モードに及ぼす影響の研究では、適度なオフアクシスECHパワー堆積がアルヴェン固有モードの連続的性質を変化させ、周波数チャープを誘発することが示されている。この結果は、ECHがITERおよび炉心関連装置におけるAE制御のためのツールとなり得ることを示している。