The authors' data indicate that the L-mode to H-mode transition in the DIII-D tokamak is associated with the sudden reduction in anomalous, fluctuation-connected transport across the outer midplane of the plasma. In addition to the reduction in edge density and magnetic fluctuations observed at the transition, the edge radial electric field becomes more negative after the transition. They have determined the scaling of the H-mode power threshold with various plasma parameters; the roughly linear increase with plasma density and toroidal field are particularly significant. Control of the ELM frequency and duration by adjusting neutral beam input power has allowed us to produce H-mode plasmas with constant impurity levels and durations up to 5 s. Energy confinement time in ohmic H-mode plasmas and in deuterium H-mode plasmas with deuterium beam injection can exceed saturated ohmic confinement times by at least a factor of two. Energy confinement times above 0.3 s have been achieved in these beam-heated plasmas with plasma currents in the range of 2.0 to 2.5 MA. Local transport studies have shown that electron and ion thermal diffusivities and angular momentum diffusivity are comparable in magnitude and all decrease with increasing plasma current.
著者らのデータは、DIII-DトカマクにおけるLモードからHモードへの遷移が、プラズマ外側中平面を横切る異常輸送に関連した変動輸送の急激な減少と関連していることを示している。遷移時に観測される端部密度および磁場変動の減少に加えて、端部動径電場は遷移後により負の値になる。著者らは、Hモード出力閾値の各種プラズマパラメータに対するスケーリングを決定した。特に、プラズマ密度およびトロイダル磁場に対するほぼ線形の増加が顕著である。中性粒子ビーム入射出力を調整することによるELM周波数および持続時間の制御により、不純物レベルが一定で持続時間が5秒までのHモードプラズマを生成することが可能となった。オーミックHモードプラズマおよび重水素ビーム入射を伴う重水素Hモードプラズマにおけるエネルギー閉じ込め時間は、飽和オーミック閉じ込め時間の少なくとも2倍を超えることができる。プラズマ電流が2.0〜2.5 MAの範囲にあるこれらのビーム加熱プラズマでは、エネルギー閉じ込め時間が0.3秒以上達成されている。局所輸送研究により、電子およびイオンの熱拡散係数と角運動量拡散係数は大きさが同等であり、すべてプラズマ電流の増加とともに減少することが示されている。