Increases in thermal and particle transport with electron cyclotron heating (ECH) that are observed in many tokamaks can be a critical issue in establishing ITER operational scenarios with electron heating. To address the issues, conditions with no increase in the thermal and particle transport with ECH have been experimentally investigated in positive magnetic shear, weak magnetic shear (WS) and reversed magnetic shear plasmas with internal transport barrier in the ion channel. The ion heat diffusivity (χi) around the internal transport barrier in the ion temperature remains constant with ECH when a large negative toroidal rotation shear (|dVφ/dr| > 4 × 105 s−1) is formed before the ECH. On the other hand, χi increases on the condition that the toroidal rotation shear is small or positive. The characteristics do not depend on magnetic shear, the electron to ion temperature ratio (Te/Ti) and ECH power. The electron heat diffusivity stays constant with ECH when the magnetic shear is negative. Effective particle transport remains constant or reduces during ECH under the condition of negative magnetic shear. An observation indicates that there is no threshold of the negative magnetic shear or a very small one for the electron channel sustainment; the electron thermal and particle confinement is maintained during ECH with a small negative magnetic shear in the WS operation.
多くのトカマクで観測される電子サイクロトロン加熱（ECH）に伴う熱・粒子輸送の増大は、電子加熱を用いたITER運転シナリオの確立において重大な問題となり得る。この問題に取り組むため、ECHによって熱・粒子輸送が増大しない条件が、正磁気シア、弱磁気シア（WS）、およびイオンチャネルに内部輸送障壁を有する反転磁気シアプラズマにおいて実験的に調査された。ECHの前に大きな負のトロイダル回転シア（|dVφ/dr| > 4 × 10^5 s^−1）が形成されている場合、イオン温度の内部輸送障壁付近のイオン熱拡散係数（χi）はECHによって一定に保たれる。一方、トロイダル回転シアが小さいか正である条件ではχiは増大する。この特性は、磁気シア、電子対イオン温度比（Te/Ti）、およびECHパワーに依存しない。電子熱拡散係数は、磁気シアが負の場合、ECHによって一定に保たれる。実効的な粒子輸送は、負の磁気シア条件下でECH中に一定のままであるか、または低減する。ある観測結果は、電子チャネルの維持に対する負の磁気シアの閾値が存在しないか、あるいは非常に小さいことを示している。WS運転における小さな負の磁気シアによって、電子の熱・粒子閉じ込めはECH中に維持される。