Experiments performed on the FTU tokamak, aimed at validation of physics-based transport models, which yield the electron temperature profile stiffness by using electron cyclotron resonance heating (ECRH), and at the implementation of ECRH-based techniques for plasma real-time control, are presented. ECRH is used to probe transport features, both in the steady state and in response to time-varied heating. The experiments clearly show stiffness in the electron temperature profile response to localized ECRH. The low gradient plasma region near the axis is characterized by low stiffness, in the sense that the temperature gradient can change with increasing heat flux, and low electron thermal diffusivity. Strong stiffness (in the sense that the temperature gradient length 1/LT = −∇T/T does not change significantly even with significantly different heating profiles and intensity) and high diffusivity are found in the confinement region (0.15 < r/a < 0.5). Particular attention is given to the experimental investigation of the transition layer between low and high diffusivity (and low and high stiffness) regions, which is located at the EC deposition radius rdep when powerful ECRH is applied. A transition layer, identified by heat waves launched by modulated ECH, is found also in plasmas with dominant Ohmic heating, showing that it is a local plasma feature, and not merely a consequence of a step-wise increase in the conducted heat flux at rdep. All observations fit well with a critical temperature gradient length modelling of local electron heat transport.The measurement of the rate of change of stored electron energy when ECRH is switched on (or off) is the basis of a technique for real-time and automatic detection of the absorption layer. Repetitive short pulses are used to increase the signal to noise ratio, with a very low duty cycle, so as not to waste ECRH power during the detection procedure.
FTUトカマクで実施された実験について報告する。これらの実験は、電子サイクロトロン共鳴加熱（ECRH）を用いて電子温度プロファイルの剛性を再現する物理ベースの輸送モデルの検証と、プラズマのリアルタイム制御のためのECRHベース技術の実装を目的としたものである。ECRHは、定常状態および時間変動加熱の両方において輸送特性を探査するために使用された。実験により、局所的なECRHに対する電子温度プロファイルの応答に明確な剛性が示された。軸付近の低勾配領域は低い剛性を示し、加熱パワーの増加に伴って温度勾配が変化し得ることが確認された。一方、閉じ込め領域（0.15 < r/a < 0.5）では、加熱プロファイルや強度が大きく異なる場合でも温度勾配長（1/LT = −∇T/T）がほぼ不変であるという強い剛性と、高い熱拡散係数が観測された。さらに、強力なECRH適用時における電子サイクロトロン波の吸収位置（r_dep）付近で、低拡散（低剛性）領域から高拡散（高剛性）領域への遷移層が実験的に特定された。この遷移層は、変調ECHによって励起された熱波の伝播特性の解析を通じて同定された。興味深いことに、この遷移層はオーム加熱が支配的なプラズマにおいても観測され、r_depにおける伝導熱流束の段階的増加の単なる結果ではなく、プラズマの局所的な輸送特性を反映していることが示された。すべての実験結果は、臨界温度勾配長に基づく局所電子熱輸送モデルの予測とよく一致した。また、ECRHのオン/オフ切替時における蓄積電子エネルギーの変化率を測定する手法に基づき、ECRHパワーの吸収層位置をリアルタイムかつ自動で検出する技術が開発された。この手法では、検出手順中のECRHパワー消費を最小限に抑えるため、非常に低いデューティ比で短い繰り返しパルスが使用される。