Extensive experiments of advanced scenario development, which contribute to the ITER hybrid operational scenario have been carried out on experimental advanced superconducting tokamak (EAST) tokamak recently with the ITER-like tungsten divertor. The in this operational scenario is intermediate up to 2.1 (EAST#78987, ∼ 2.1, Ip ∼ 0.45 MA, q95 = 3.7, ∼ 1.5 T, 3 MW neutron beam injection and 1 MW 4.6 GHz lower hybrid wave). In these hybrid H-mode plasmas, the internal transport barrier (ITB) has been frequently observed with central flat q profile and it is found that the fishbone mode (m/n = 1/1) can be beneficial to sustain the central flat (q(0) ∼ 1) q profile, thus a stable ITB can be obtained. In this case, better plasma performance is achieved. The formation of the ITB of the electron density is related to the fishbone activities. Energy transport analysis shows that the fishbone instabilities have a suppression on electron turbulent energy transport, while the ITB of ion temperature is due to the suppression of high-k modes (electron temperature gradient). The mechanism of turbulence suppression from fishbone instabilities in the EAST tokamak is not clear and needs more investigation. It is also observed that the power threshold for ITB formation is 3.5 MW, which is consistent with the scaling law for other tokamaks. The dimensionless parameter () obtained in the EAST reaches 0.3, but is still lower than the ITER hybrid scenario design (G ≥ 0.4) and needs more extension. Further investigation of extending the operational regimes, such as expanding the ITB foot outwards, would be important for the development of the hybrid and steady-state scenarios for next-step fusion devices like ITER and CFETR.
先進的実験超伝導トカマク(EAST)において、ITERハイブリッド運転シナリオに資する先進シナリオ開発のための大規模実験が、ITER類似タングステンダイバータを用いて最近実施された。この運転シナリオにおけるパラメータは、EAST#78987において、Ip ∼ 0.45 MA、q95 = 3.7、BT ∼ 1.5 T、3 MWの中性粒子ビーム入射と1 MWの4.6 GHz低混成波である。これらのハイブリッドHモードプラズマでは、中心平坦qプロファイルを有する内部輸送障壁(ITB)が頻繁に観測され、フィッシュボーン不安定性(m/n = 1/1)が中心平坦q(q(0) ∼ 1)プロファイルの維持に有益であることが見出された。これにより、安定なITBが得られ、この場合、より優れたプラズマ性能が達成される。電子密度のITB形成はフィッシュボーン活動と関連している。エネルギー輸送解析により、フィッシュボーン不安定性が電子乱流輸送の抑制に寄与することが示された一方、イオン温度のITBは高モード数(電子温度勾配)の抑制によるものである。EASTトカマクにおけるフィッシュボーン不安定性による乱流抑制のメカニズムは未解明であり、さらなる研究が必要である。また、ITB形成のパワー閾値が3.5 MWであることも観測されており、これは他のトカマクにおけるスケーリング則と一致する。EASTで得られた無次元パラメータは0.3に達するが、ITERハイブリッドシナリオ設計値(G ≥ 0.4)には依然として及ばず、さらなる向上が必要である。ITBフットを外側へ拡張するなどの運転領域の拡大は、ITERやCFETRのような次世代核融合装置におけるハイブリッドおよび定常シナリオの開発にとって重要である。