Understanding and modelling turbulent transport in thermonuclear fusion plasmas are crucial for designing and optimizing the operational scenarios of future fusion reactors. In this context, plasmas exhibiting state transitions, such as the formation of an internal transport barrier (ITB), are particularly interesting since they can shed light on transport physics and offer the opportunity to test different turbulence suppression models. In this paper, we focus on the modelling of ITB formation in the Joint European Torus (JET) [1] hybrid-scenario plasmas, where, due to the monotonic safety factor profile, magnetic shear stabilization cannot be invoked to explain the transition. The turbulence suppression mechanism investigated here relies on the increase in the plasma pressure gradient in the presence of a minority of energetic ions. Microstability analysis of the ion temperature gradient driven modes (ITG) in the presence of a fast-hydrogen minority shows that energetic ions accelerated by the ion cyclotron resonance heating (ICRH) system (hydrogen, nH,fast/nD,thermal up to 10%, TH,fast/TD,thermal up to 30) can increase the pressure gradient enough to stabilize the ITG modes driven by the gradient of the thermal ions (deuterium). Numerical analysis shows that, by increasing the temperature of the energetic ions, electrostatic ITG modes are gradually replaced by nearly electrostatic modes with tearing parity at progressively longer wavelengths. The growth rate of the microtearing modes is found to be lower than that of the ITG modes and comparable to the local E × B-velocity shearing rate. The above mechanism is proposed as a possible trigger for the formation of ITBs in this type of discharges.
熱核融合プラズマにおける乱流輸送の理解とモデル化は、将来の核融合炉の運転シナリオの設計と最適化にとって極めて重要である。この文脈において、内部輸送障壁（ITB）の形成などの状態遷移を示すプラズマは、輸送物理に光を当てることができ、異なる乱流抑制モデルを検証する機会を提供するため、特に興味深い。本論文では、単調な安全係数プロファイルのために磁気シア安定化が遷移を説明するために引き合いに出せない、共同欧州トーラス（JET）[1]のハイブリッドシナリオプラズマにおけるITB形成のモデル化に焦点を当てる。ここで調査する乱流抑制メカニズムは、少数の高エネルギーイオンの存在下でのプラズマ圧力勾配の増加に依存する。高速水素少数成分の存在下でのイオン温度勾配駆動モード（ITG）の微視的安定性解析は、イオンサイクロトロン共鳴加熱（ICRH）システムによって加速された高エネルギーイオン（水素、nH,fast/nD,thermal 最大10%、TH,fast/TD,thermal 最大30%）が、熱イオン（重水素）の勾配によって駆動されるITGモードを安定化させるのに十分な圧力勾配を増加させ得ることを示している。数値解析は、高エネルギーイオンの温度を増加させることによって、静電的ITGモードが、徐々に長い波長においてティアリングパリティを持つほぼ静電的なモードに徐々に置き換えられることを示している。微視的ティアリングモードの成長率は、ITGモードのそれよりも低く、局所的なE × B速度シア率に匹敵することが見出された。上記のメカニズムは、この種の放電におけるITB形成の可能なトリガーとして提案される。