New FTU ohmic discharges with a liquid lithium limiter at IP = 0.7–0.75 MA, BT = 7 T and ne0 ⩾ 5 × 1020 m−3 confirm the spontaneous transition to an enhanced confinement regime, 1.3–1.4 times ITER-97-L, when the density peaking factor is above a threshold value of 1.7–1.8. The improved confinement derives from a reduction of electron thermal conductivity (χe) as density increases, while ion thermal conductivity (χi) remains close to neoclassical values. Linear microstability reveals the importance of lithium in triggering a turbulent inward flux for electrons and deuterium by changing the growth rates and phase of the ion-driven turbulence, while lithium flux is always directed outwards. A particle diffusion coefficient, D ∼ 0.07 m2 s−1, and an inward pinch velocity, V ∼ 0.27 m s−1, in qualitative agreement with Bohm–gyro-Bohm predictions are inferred in pellet fuelled lithized discharges. Radio frequency heated plasmas benefit from cleaner plasmas with edge optimized conditions. Lower hybrid waves penetration and current drive effects are clearly demonstrated at and above ITER densities thanks to a good control of edge parameters obtained by plasma operations with the external poloidal limiter, lithized walls and pellet fuelling. The electron cyclotron (EC) heating system is extensively exploited in FTU for contributing to ITER-relevant issues such as MHD control: sawtooth crash is actively controlled and density limit disruptions are avoided by central and off-axis deposition of 0.3 MW of EC power at 140 GHz. Fourier analysis shows that the density drop and the temperature rise, stimulated by modulated EC power in low collisionality plasmas are synchronous, implying that the heating method is the common cause of both the electron heating and the density drop. Perpendicularly injected electron cyclotron resonance heating is demonstrated to be more efficient than the obliquely injected one, reducing the minimum electric field required at breakdown by a factor of 3. Theoretical activity further develops the model to interpret high-frequency fishbones on FTU and other experiments as well as to characterize beta-induced Alfvén eigenmodes induced by magnetic islands in ohmic discharges. The theoretical framework of the general fishbone-like dispersion relation is used for implementing an extended version of the HMGC hybrid MHD gyrokinetic code. The upgraded version of HMGC will be able to handle fully compressible non-linear gyrokinetic equations and 3D MHD.
FTUにおける液体リチウムリミターを用いた新たなオーミック放電（IP = 0.7–0.75 MA、BT = 7 T、ne0 ⩾ 5 × 1020 m−3）は、密度ピーキング係数が1.7–1.8の閾値以上となった場合に、閉じ込め改善領域への自発的な遷移を確認した。この改善された閉じ込めは、密度の増加に伴う電子熱伝導度（χe）の低減に起因し、イオン熱伝導度（χi）は新古典値に近い値を維持する。線形微不安定性解析により、リチウムがイオン性乱流の成長率と位相を変化させることで、電子および重水素に対する内向きの乱流粒子束を誘発する上で重要であることが明らかとなった。一方、リチウム粒子束は常に外向きである。ペレット入射を伴うリチウム被覆放電において、粒子拡散係数D ∼ 0.07 m2 s−1および内向きピンチ速度V ∼ 0.27 m s−1が推定され、これらはBohm–gyro-Bohm予測と定性的に一致する。高周波加熱プラズマは、周辺部の最適化された条件下でより清浄なプラズマの恩恵を受ける。外部ポロイダルリミター、リチウム被覆壁、ペレット入射によるプラズマ運転の良好な周辺パラメータ制御により、低混成波の浸透および電流駆動効果がITER相当密度以上で明確に実証された。FTUにおける電子サイクロトロン（EC）加熱システムは、MHD制御などのITER関連課題への貢献のために広範に活用されている。すなわち、0.3 MWのECパワーを140 GHzで中心およびオフアクシスに入射することにより、鋸歯状振動の能動的制御と密度限界によるディスラプションの回避が達成された。フーリエ解析により、低衝突度プラズマにおける変調ECパワーによって誘起される密度低下と温度上昇は同期しており、EC加熱が電子密度低下と電子加熱の両方の共通の原因であることが示唆される。垂直入射電子サイクロトロン共鳴加熱は斜め入射よりも高効率であることが実証され、絶縁破壊に必要な最小電界強度を3分の1に低減した。理論研究では、FTUおよび他の実験における高周波フィッシュボーン不安定性を解釈するためのモデルと、オーミック放電における磁気島によって誘起されるベータ誘起アルヴェン固有モードの特性評価がさらに発展された。一般化フィッシュボーン型分散関係の理論的枠組みを用いて、HMGCハイブリッドMHDジャイロ運動論コードの拡張版が実装された。拡張版HMGCは、完全圧縮性非線形ジャイロ運動論方程式と3次元MHDを扱うことが可能となる。