Negative magnetic shear has been demonstrated in DIII-D and JT-60U to mitigate the confinement degradation typically observed with increasing the electron to ion temperature ratio (Te/Ti). In recent experiments in DIII-D negative central magnetic shear (NCS) discharges, the thermal transport in the internal transport barrier formed around the radius of the minimum safety factor (qmin) remained almost constant and modestly increased in the region outside of qmin compared to the positive shear (PS) case, when Te/Ti increased from about 0.8 to 1.1 through electron cyclotron heating (ECH). The benefit of NCS extending into the region outside of qmin can be explained by the lower magnetic shear in the NCS plasma over the plasma radius relative to the PS plasma. Reduced confinement degradation at high Te/Ti with NCS plasmas was commonly observed in DIII-D and JT-60U. The mechanism of the different transport responses between the NCS and PS plasmas has been assessed in terms of fluctuation measurements and gyrokinetic simulations in DIII-D; NCS gave a smaller rise in the low-wavenumber broadband turbulent fluctuations with the increase in Te/Ti compared with the PS case. This is consistent with gyrokinetic simulations, which show a smaller rise in the growth rates of the ion temperature gradient mode in the NCS plasmas, with increasing Te/Ti. Gyrokinetic simulations also showed a change in the stability of the electron modes with ECH applied, consistent with higher-wavenumber fluctuation measurements, although more detailed simulations are needed to give a quantitative explanation for the experimental observations. Control of q-profile and magnetic shear will allow confinement improvement in future machines with dominant electron heating.
負磁気シアは、DIII-DおよびJT-60Uにおいて、電子対イオン温度比（Te/Ti）の増加に伴って通常観測される閉じ込め劣化を緩和することが実証されている。DIII-Dにおける負中心磁気シア（NCS）放電の最近の実験では、最小安全係数（qmin）の半径周辺に形成される内部輸送障壁内の熱輸送はほぼ一定に保たれ、qminの外側領域では正磁気シア（PS）の場合と比較してわずかに増加したのみであり、Te/Tiが電子サイクロトロン加熱（ECH）により約0.8から1.1へ増加した際にもその傾向が維持された。qminの外側領域に及ぶNCSの利点は、PSプラズマと比較してNCSプラズマではプラズマ半径全体にわたって磁気シアが低いことによって説明できる。高いTe/Tiにおける閉じ込め劣化の低減は、DIII-DおよびJT-60Uの両方でNCSプラズマにおいて一般的に観測された。NCSプラズマとPSプラズマの間の輸送応答の違いのメカニズムは、DIII-Dにおける揺動測定とジャイロ運動論シミュレーションを用いて評価された。NCSでは、Te/Tiの増加に伴う低波数広帯域乱流揺動の上昇がPSの場合よりも小さかった。これはジャイロ運動論シミュレーションと一致しており、イオン温度勾配モードの成長率の上昇がNCSプラズマではTe/Tiの増加に伴って小さくなることを示している。ジャイロ運動論シミュレーションはまた、ECH印加時の電子モードの安定性の変化も示しており、これは高波数揺動測定の結果と整合するが、実験観測の定量的説明にはより詳細なシミュレーションが必要である。将来の電子加熱が支配的な装置における閉じ込め改善は、qプロファイルと磁気シアの制御によって可能となるであろう。