The thermal and fast-ion transport properties of DIII-D steady-state hybrid discharges with normalized beta βN ≳ 3 are studied at low injected torque and an increased electron to ion temperature ratio Te/Ti. Linear stability analysis performed with the TGLF turbulent code indicates that a high-k mode is usually dominant at smaller radii, whereas a low-k mode is usually dominant at larger radii in these plasmas. A reduction in the net injected torque from 8.6 to 4.3 N-m leads to reduced E × B shear and hence, an enhanced turbulence that was observed on the Doppler backscattering diagnostic and was also computed with TGLF. As Te/Ti in the core was increased from 0.57 to 0.66 by adding electron cyclotron current drive (ECCD) to these plasmas, higher levels of transport are observed with increased high-k modes indicated by TGLF. The fast-ion transport level varied over an order of magnitude in these discharges depending on whether Alfvén eigenmodes, fishbones, or no instabilities were observed. Hybrid plasmas with fishbones have decreased fast-ion transport, compared to plasmas with Alfvén eigenmodes, since they are resonant with a smaller portion of phase space and their resonance is farther from the wall. This reduction in fast-ion transport with ECCD mitigates the increase in turbulent transport, resulting in higher performance than expected during strong electron heating. Similarly, the lowest fast-ion transport was observed in the low torque plasma, which also led to better than expected performance at this torque value. The thermal and fast-ion transport changes observed as the torque/rotation and Te/Ti are varied indicate possible methods for transferring this scenario to a reactor.
規格化ベータβN ≳ 3を有するDIII-D定常ハイブリッド放電の熱輸送および高速イオン輸送特性を、低い入射トルクおよび増加した電子対イオン温度比Te/Tiにおいて研究した。TGLF乱流コードを用いて実施された線形安定性解析は、これらのプラズマにおいて、高kモードが通常より小さい半径で支配的である一方、低kモードが通常より大きい半径で支配的であることを示している。正味の入射トルクの8.6から4.3 N-mへの低減は、E × Bシアの低減をもたらし、したがって乱流の増強をもたらす。これはドップラー後方散乱診断で観測され、TGLFでも計算された。これらの放電に電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)を追加することによってコアにおけるTe/Tiが0.57から0.66へ増加するにつれて、TGLFによって示される増加した高kモードを伴って、より高いレベルの輸送が観測される。高速イオン輸送レベルは、アルヴェン固有モード、フィッシュボーン、または不安定性が観測されなかったかどうかに依存して、これらの放電において一桁以上変動した。フィッシュボーンを有するハイブリッドプラズマは、アルヴェン固有モードを有するプラズマと比較して高速イオン輸送が減少している。なぜなら、それらは位相空間のより小さな部分と共鳴し、それらの共鳴は壁からより遠いからである。ECCDによるこの高速イオン輸送の低減は、乱流輸送の増加を緩和し、その結果、強い電子加熱中に予想されるよりも高い性能が得られる。同様に、最も低い高速イオン輸送は低トルクプラズマで観測され、これはこのトルク値においても予想よりも良い性能をもたらした。トルク/回転およびTe/Tiが変化するにつれて観測された熱輸送および高速イオン輸送の変化は、このシナリオを核融合炉へ移行するための可能な方法を示している。