A review of the recent progress in understanding the transport in fully non-inductive, high bootstrap fraction H-mode discharges, developed on the DIII-D tokamak, is given in this paper. Experiments have demonstrated improved energy confinement due to the formation of an internal transport barrier in high bootstrap fraction H-mode discharges. Gyrokinetic analysis, and quasi-linear predictive modeling, demonstrates that the observed transport barrier is due to the suppression of turbulence, primarily due to the large Shafranov shift. E × B velocity shear does not play a significant role in the transport barrier due to the high safety factor. The ion energy transport is reduced to neoclassical for DIII-D discharges and electron energy and particle transport is reduced, but still turbulent, within the barrier. Deeper into the plasma, high levels of electron transport are observed. The electron energy transport in DIII-D is found to be due to electromagnetically enhanced electron scale modes. A contribution from fast ion driven instabilities is also possible. The kinetic ballooning mode plays a strong role in the region between the internal and H-mode edge transport barriers with two types of self-organized pedestal states observed.
本論文では、DIII-Dトカマクで開発された完全非誘導、高ブートストラップ割合Hモード放電における輸送の理解に関する最近の進展のレビューを行う。実験により、高ブートストラップ割合Hモード放電における内部輸送障壁の形成によるエネルギー閉じ込めの改善が実証された。ジャイロ運動論的解析および準線形予測モデリングは、観測された輸送障壁が、主に大きなシャフラノフシフトによる乱流の抑制に起因することを示している。E×B速度シアは、安全係数が高いため、輸送障壁において重要な役割を果たさない。DIII-D放電では、イオンエネルギー輸送は新古典的レベルまで低減され、障壁内では電子エネルギーおよび粒子輸送も低減されるが、依然として乱流的である。プラズマのより深部では、高いレベルの電子輸送が観測される。DIII-Dにおける電子エネルギー輸送は、電磁的に強化された電子スケールモードに起因することが見出された。高速イオン駆動不安定性からの寄与もあり得る。運動論的バルーニングモードは、内部輸送障壁とHモード周辺輸送障壁の間の領域で強い役割を果たしており、2種類の自己組織化されたペデスタル状態が観測されている。