Effective helium confinement time, τp*,He, and its ratio with energy confinement time, τp*,He/τE, are key metrics quantifying the suitability of fusion plasmas for a continuous burn. Comparisons in the DIII-D tokamak of discharges with suppression of edge localized modes (ELMs) by resonant magnetic field perturbations (RMPs) to the corresponding unperturbed ELMy discharges found that both of these metrics were strongly reduced, by a factor of approximately 2, after application of the RMPs. This reduction in τp*,He during RMP ELM suppression was observed in the plasma core, edge, and pumping plenum, where higher neutral helium concentration during RMPs was also measured. These findings provide evidence that future devices employing RMP ELM suppression may meet or even exceed the helium exhaust provided by the ELMs themselves, reducing helium ash, and thus maintaining high fusion gain.
実効ヘリウム閉じ込め時間τp*,Heおよびそのエネルギー閉じ込め時間との比τp*,He/τEは、核融合プラズマの定常燃焼への適合性を定量化する主要な指標である。DIII-Dトカマクにおいて、共鳴磁場摂動（RMP）による周辺局在化モード（ELM）の抑制を伴う放電と、対応する非抑制ELM放電との比較により、これらの指標はともにRMP印加後に約2倍に減少することが見出された。このRMPによるELM抑制中のτp*,Heの減少は、プラズマコア、周辺領域、およびポンプ排気部において観測され、RMP印加中には中性ヘリウム濃度の上昇も測定された。これらの知見は、RMPによるELM抑制を採用する将来の装置が、ELM自体によるヘリウム排気と同等以上の性能を達成し得ることを示唆しており、それによりヘリウム灰を低減し、高い核融合利得を維持することが可能となる。