The article reports results of experiments to further determine the underlying physics behind the formation and development of internal transport barriers (ITBs) in the DIII-D tokamak. The initial ITB formation occurs when the neutral beam heating power exceeds a threshold value during the early stages of the current ramp in low density discharges. This region of reduced transport, made accessible by suppression of long wavelength turbulence by sheared flows, is most evident in the ion temperature and impurity rotation profiles. In some cases, reduced transport is also observed in the electron temperature and density profiles. If the power is near the threshold, the barrier remains stationary and encloses only a small fraction of the plasma volume. If, however, the power is increased, the transport barrier expands to encompass a larger fraction of the plasma volume. The dynamic behaviour of the transport barrier during the growth phase exhibits rapid transport events that are associated with both broadening of the profiles and reductions in turbulence and associated transport. In some but not all cases, these events are correlated with the safety factor q passing through integer values. The final state following this evolution is a plasma exhibiting ion thermal transport at or below neoclassical levels. Typically the electron thermal transport remains anomalously high. Recent experimental results are reported in which RF electron heating was applied to plasmas with an ion ITB, thereby increasing both the electron and the ion transport. Although the results are partially in agreement with the usual E × B shear suppression hypothesis, the results still leave questions that must be addressed in future experiments.
本論文は、DIII-Dトカマクにおける内部輸送障壁（ITB）の形成と発展の背後にある物理をさらに解明するための実験結果を報告するものである。初期のITB形成は、低密度放電における電流立ち上げの初期段階で、中性粒子ビーム加熱パワーが閾値を超えたときに発生する。この輸送低減領域は、シア流による長波長乱流の抑制によって実現され、イオン温度および不純物回転分布において最も顕著に現れる。場合によっては、電子温度および密度分布においても輸送低減が観測される。パワーが閾値付近にある場合、障壁は静止したままであり、プラズマ体積のごく一部のみを占める。しかし、パワーを増加させると、輸送障壁は拡大し、プラズマ体積のより大きな部分を占めるようになる。成長段階における輸送障壁の動的挙動は、分布の広がりと乱流および関連する輸送の低減の両方に関連する急速な輸送事象を示す。一部のケースではあるがすべてではない場合、これらの事象は安全係数qが整数値を通過することと相関している。この発展の後の最終状態は、イオン熱輸送が新古典レベル以下または同等を示すプラズマである。典型的には、電子熱輸送は異常に高いままである。イオンITBを有するプラズマにRF電子加熱を適用した最近の実験結果が報告されており、これにより電子輸送とイオン輸送の両方が増加した。結果は通常のE×Bシア抑制仮説と部分的に一致するものの、今後の実験で対処すべき疑問が依然として残されている。