This paper summarizes highlights of research results from the Alcator C-Mod tokamak covering the period 2006–2008. Active flow drive, using mode converted ion cyclotron waves, has been observed for the first time in a tokamak plasma, using a mix of D and 3He ion species; toroidal and poloidal flows are driven near the location of the mode conversion layer. ICRF induced edge sheaths are implicated in both the erosion of thin boron coatings and the generation of metallic impurities. Lower hybrid range of frequencies (LHRF) microwaves have been used for efficient current drive, current profile modification and toroidal flow drive. In addition, LHRF has been used to modify the H-mode pedestal, increasing temperature, decreasing density and lowering the pedestal collisionality. Studies of hydrogen isotope retention in solid metallic plasma facing components reveal significantly higher retention than expected from ex situ laboratory studies; a model to explain the results, based on plasma/neutral induced lattice damage, has been developed and tested. During gas-puff mitigation of disruptions, induced MHD instabilities cause the magnetic field to become stochastic, resulting in reduction of halo currents, spreading of plasma power loading and loss of runaway electrons before they cause damage. Detailed pedestal rotation profile measurements have been used to infer Er profiles, and correlation with global H-mode confinement. An improved L-mode regime, obtained at q95 ⩽ 3 with ion drift away from the active X-point, shows very good energy confinement with a strong temperature pedestal, a weak density pedestal, and no evidence of particle or impurity accumulation, without the need for ELMs or any additional edge density regulation mechanism.
本論文は、2006年から2008年までの期間を対象としたAlcator C-Modトカマクの研究成果のハイライトをまとめたものである。Dと3Heイオン種の混合を用いて、モード変換イオンサイクロトロン波による能動的な流れの駆動が、トカマクプラズマにおいて初めて観測された。トロイダル流とポロイダル流は、モード変換層の位置近傍で駆動される。ICRF誘起のエッジシースは、薄いホウ素コーティングの侵食と金属不純物の生成の両方に関与している。周波数帯域が下部ハイブリッド（LHRF）のマイクロ波は、効率的な電流駆動、電流分布の修正、トロイダル流の駆動に使用されている。さらに、LHRFはHモードペデスタルの改質に使用され、温度の上昇、密度の低下、ペデスタルの衝突頻度の低下をもたらした。固体金属プラズマ対向材料における水素同位体保持の研究では、ex situ実験室研究から予想されるよりも有意に高い保持が明らかになった。この結果を説明するためのモデルが、プラズマ/中性粒子誘起の格子損傷に基づいて開発され、試験された。ディスラプションのガスパフ緩和中には、誘起されたMHD不安定性によって磁場が確率的になり、その結果、ハロー電流の低減、プラズマ電力負荷の拡散、および runaway電子が損傷を引き起こす前の損失が生じる。詳細なペデスタル回転分布測定は、Er分布の推定と、グローバルなHモード閉じ込めとの相関関係に使用されている。q95 ⩽ 3でイオンドリフトが活性X点から離れる方向にある場合に得られる改良Lモード領域は、強い温度ペデスタル、弱い密度ペデスタルを示し、粒子または不純物の蓄積の証拠がなく、ELMや追加のエッジ密度調節機構を必要とせずに、非常に良好なエネルギー閉じ込めを示す。