This paper presents the latest results on confinement studies in the TJ-II stellarator. The inherently strong plasma–wall interaction of TJ-II has been successfully reduced after lithium coating by vacuum evaporation. Besides H retention and low Z, Li was chosen because there exists a reactor-oriented interest in this element, thus giving special relevance to the investigation of its properties. The Li-coating has led to important changes in plasma performance. Particularly, the effective density limit in NBI plasmas has been extended reaching central values of 8 × 1019 m−3 and Te ≈ 250–300 eV, with peaked density, rather flat Te profiles and higher ion temperatures. Due to the achieved density control, a second type of transition has been added to the low density ones previously observed in ECRH plasmas: higher density transitions characterized by the fall in Hα emission, the onset of steep density gradient and the reduction in the turbulence; which are characteristics of transition to the H mode. Confinement studies in ECH plasmas indicate that lowest order magnetic resonances, even in a low shear environment, locally reduce the effective electron heat diffusivities, while Alfven eigenmodes destabilized in NBI plasmas can influence fast ion confinement.
本論文は、TJ-IIステラレータにおける閉じ込め研究の最新結果を提示する。TJ-IIに固有の強いプラズマ・壁相互作用は、真空蒸発によるリチウム被覆後、首尾よく低減された。水素保持能と低Z値に加えて、リチウムが選ばれたのは、この元素に対する炉心関連の関心が存在するためであり、それによりその特性の調査が特に重要な意味を持つこととなった。リチウム被覆はプラズマ性能に重要な変化をもたらした。特に、NBIプラズマにおける実効密度限界は拡張され、中心値8×10¹⁹ m⁻³およびTe≈250–300 eVに達し、密度分布はピーク化し、Te分布は比較的平坦で、イオン温度はより高くなった。達成された密度制御により、ECRHプラズマで以前観測された低密度遷移に加えて、第二のタイプの遷移が追加された。すなわち、高密度遷移であり、Hα放射の低下、急峻な密度勾配の発生、および乱流の低減を特徴とし、これらはHモードへの遷移の特性である。ECHプラズマにおける閉じ込め研究は、低シア環境においても最低次の磁気共鳴が実効電子熱拡散係数を局所的に低減することを示している。一方、NBIプラズマで不安定化されたアルフヴェン固有モードは、高速イオン閉じ込めに影響を及ぼし得る。