This paper presents the physics of two bifurcations in confinement of helical devices—(1) to the H-mode and (2) to internal transport barrier (ITB)-like electron temperature profiles as they develop under neoclassical electron root conditions in 3-dimensional systems. With their characteristics—low or negative magnetic shear, strong toroidal flow damping, experimental variability of poloidal flow damping, radial electric field enforced by ambipolarity, diagnostic access to sophisticated spatial and temporal structures of turbulence thanks to low-power operation with external confinement—helical devices provide unique contributions to the physics of transport barriers. The bifurcation to confinement with external transport barrier seems to be soft and the leading role of the electric field gradient is confirmed; the one to ITB-like core profiles is a hard transition and it is the electric field which governs it. The paper summarizes the status of H-mode research in helical systems and discusses the impact of the electron root on core confinement.
本論文は、ヘリカル装置における閉じ込めの2つの分岐の物理を提示する——(1) Hモードへの分岐、および(2) 3次元システムにおける新古典電子ルート条件下で発達する内部輸送障壁（ITB）様の電子温度分布への分岐。その特性——低いまたは負の磁気シア、強いトロイダル流減衰、ポロイダル流減衰の実験的変動性、新古典電子ルートによる両極性によって強制される径方向電場、低出力運転による乱流の高度な時空間構造への診断的アクセス——により、ヘリカル装置は輸送障壁の物理に独自の貢献を提供する。外部輸送障壁への閉じ込めの分岐はソフト遷移であるように思われ、電場勾配の主導的役割が確認される；ITB様のコア分布への分岐はハード遷移であり、電場がそれを支配する。本論文は、ヘリカル装置におけるHモード研究の現状を要約し、コア閉じ込めに対する電子ルートの影響を考察する。