This paper presents results of JET ITER-like wall L-mode experiments in hydrogen and deuterium (D) plasmas, dedicated to the study of the isotope dependence of ion heat transport by determination of the ion critical gradient and stiffness by varying the ion cyclotron resonance heating power deposition. When no strong role of fast ions in the plasma core is expected, the main difference between the two isotope plasmas is determined by the plasma edge and the core behavior is consistent with a gyro-Bohm scaling. When the heating power (and the fast ion pressure) is increased, in addition to the difference in the edge region, also the plasma core shows substantial changes. The stabilization of ion heat transport by fast ions, clearly visible in D plasmas, appears to be weaker in H plasmas, resulting in a higher ion heat flux in H with apparent anti-gyro-Bohm mass scaling. The difference is found to be caused by the different fast ion pressure between H and D plasmas, related to the heating power settings and to the different fast ion slowing down time, and is completely accounted for in non-linear gyrokinetic simulations. The application of the TGLF quasi-linear model to this set of data is also discussed.
本論文は、水素および重水素（D）プラズマにおけるJET ITER類似壁Lモード実験の結果を示すものであり、イオンサイクロトロン共鳴加熱の電力堆積を変化させることによるイオン臨界勾配と剛性度の決定を通じて、イオン熱輸送の同位体依存性の研究に特化したものである。プラズマコアにおける高速イオンの強い役割が期待されない場合、2つの同位体プラズマ間の主な違いはプラズマ端部によって決定され、コアの挙動はジャイロ・ボームスケーリングと一致する。加熱電力（および高速イオン圧力）が増加すると、端部領域の違いに加えて、プラズマコアも顕著な変化を示す。Dプラズマで明確に見られる高速イオンによるイオン熱輸送の安定化は、Hプラズマでは弱いように見え、その結果、Hではイオン熱流束が高くなり、見かけ上反ジャイロ・ボーム質量スケーリングを示す。この違いは、加熱電力設定と高速イオンの減速時間の違いに関連するHプラズマとDプラズマ間の高速イオン圧力の違いによって引き起こされることが判明し、非線形ジャイロ運動論シミュレーションで完全に説明される。TGLF準線形モデルのこのデータセットへの適用についても議論される。