Tokamaks dominated by electron heating like ITER could possibly suffer from the consequences of electron temperature gradient (ETG) mode destabilisation, which could develop a turbulent electron heat flux capable of setting an upper limit to the achievable electron temperature peaking, resulting in a degradation of the fusion performance. An effort is carried out in this paper to collect and compare the results of dedicated plasma discharges performed during the last few years at three of the major European tokamaks, TCV, AUG and JET, by analysing the electron heat transport for cases presumably compatible with ETGs relevance, given the actual theoretical understanding of these instabilities. The response of the electron temperature profiles to electron heat flux changes is experimentally investigated by performing both steady state heat flux scans and perturbative analysis by radio frequency heating modulation. The experimental results are confronted with numerical simulations, ranging from simple linear gyrokinetic (GK) or quasi-linear runs, to very computationally expensive nonlinear multi-scale GK simulations, resolving ion and electron scales at the same time. The results collected so far tend to confirm the previously emerging picture, indicating that cases with a proper balance of electron and ion heating, with similar electron and ion temperatures and sufficiently large ETG, could be compatible with a non negligible impact of ETGs on the electron heat transport. The ion heating destabilises ETGs not only by increasing the ion temperature but also thanks to the stabilisation of ion-scale turbulence by a synergy of fast ions and E × B shearing, which are in some cases associated with it. The stabilising effect of plasma impurities on ETGs is still under investigation by means of multi-scale GK simulations, and also direct experimental measurements of density and temperature fluctuations at electron scales would be needed to ultimately assess the impact of ETGs.
電子加熱が支配的なトカマク、例えばITERでは、電子温度勾配（ETG）モードの不安定化による影響を受ける可能性があり、これにより乱流的な電子熱流束が発生して、達成可能な電子温度ピーキングに上限が設けられ、核融合性能の低下を招く恐れがある。本論文では、欧州の主要な3つのトカマク、TCV、AUG、JETにおいて過去数年にわたり実施された専用のプラズマ実験の結果を収集し、比較する取り組みについて述べる。その際、ETGの重要性が想定されるケースについて、これらの不安定性に関する現在の理論的理解に基づき、電子熱輸送の解析を行う。電子温度プロファイルの電子熱流束変化に対する応答を実験的に調べるため、定常状態での熱流束スキャンと、高周波加熱の変調による摂動解析の両方を実施する。実験結果は、単純な線形ジャイロ運動論（GK）または準線形計算から、イオンスケールと電子スケールを同時に分解する非常に計算コストの高い非線形マルチスケールGKシミュレーションに至るまでの数値シミュレーションと比較される。これまでに得られた結果は、従来から示唆されていた描像を裏付ける傾向にあり、電子加熱とイオン加熱のバランスが適切で、電子温度とイオン温度が同程度であり、ETGが十分に大きいケースでは、電子熱輸送に対するETGの影響が無視できない可能性があることを示している。イオン加熱は、イオン温度を上昇させることによって直接的にETGを不安定化させるだけでなく、高速イオンとE×Bシア流の相乗効果によるイオンスケール乱流の安定化を通じても、間接的にETGの影響を増大させる。プラズマ不純物がETGに及ぼす安定化効果については、現在もマルチスケールGKシミュレーションによる研究が進行中であり、また、電子スケールでの密度および温度変動の直接的な実験計測が、ETGの影響を最終的に評価するために必要とされている。