Dynamics of ion internal transport barrier (ITB) formation and impurity transport both in the Large Helical Device (LHD) heliotron and in the JT-60U tokamak are described. Significant differences between heliotron and tokamak plasmas are observed. The location of the ITB moves outwards during the ITB formation regardless of the sign of magnetic shear in JT-60U, and the ITB becomes more localized in plasmas with negative magnetic shear. In LHD, a low Te/Ti ratio (<1) of the target plasma with high power heating is found to be necessary to achieve the ITB plasma and the ITB location tends to expand outwards or inwards depending on the condition of the target plasmas. Associated with the formation of the ITB, the carbon density tends to be peaked due to inward convection in JT-60U while the carbon density becomes hollow due to outward convection in LHD. The outward convection observed in LHD contradicts the prediction by neoclassical theory.
大型ヘリカル装置(LHD)ヘリオトロンおよびJT-60Uトカマクにおけるイオン内部輸送障壁(ITB)形成と不純物輸送の両方のダイナミクスについて述べる。ヘリオトロンプラズマとトカマクプラズマの間には有意な差異が観測される。JT-60Uでは、磁気シアの符号に関係なく、ITB形成中にITBの位置は外側へ移動し、負の磁気シアを有するプラズマではITBはより局在化する。LHDでは、高パワー加熱を有する対象プラズマにおいて、低いTe/Ti比(<1)がITBプラズマを達成するために必要であることが見出され、ITBの位置は対象プラズマの条件に応じて外側または内側へ拡大する傾向がある。ITBの形成に伴い、JT-60Uでは内向き対流により炭素密度はピーク状になる傾向がある一方、LHDでは外向き対流により炭素密度は中空状になる。LHDで観測された外向き対流は、新古典理論による予測と矛盾する。