Advanced operation scenarios such as high poloidal beta (βP) or high qmin are promising concepts to achieve the steady-state high-performance fusion plasmas. However, those scenarios are prone to substantial Alfvénic activity, causing fast-ion transport and losses. Recent experiments with the advanced operation scenario on KSTAR tokamak have shown that the electron cyclotron current drive (ECCD) is able to mitigate and suppress the beam-ion driven toroidal Alfvén eigenmodes (TAEs) for over several tens of global energy confinement time. Co-current directional intermediate off-axis ECCD lowers the central safety factor slightly and tilts the central q-profile shape so that the continuum damping in the core region increases. Besides, the rise of central plasma pressure and increased thermal-ion Landau damping contribute to TAE stabilization. While the TAEs are suppressed, neutron emission rate and total stored energy increase by approximately 45% and 25%, respectively. Fast-ion transport estimated by TRANSP calculations approaches the classical level during the TAE suppression period. Substantial reduction in fast-ion loss and neutron deficit is also observed. Enhancement of fast-ion confinement by suppressing the TAEs leads to an increase of non-inductive current fraction and will benefit the sustainment of the long-pulse high-performance discharges.
高度な運転シナリオ、例えば高ポロイダルベータ(βP)や高qminは、定常高性能核融合プラズマを実現するための有望な概念である。しかしながら、これらのシナリオは substantial なアルヴェン固有モード(AE)活動を引き起こしやすく、高速イオン輸送および損失を招く。KSTARトカマクにおける先進運転シナリオを用いた最近の実験では、電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)が、ビーム駆動のトロイダルアルヴェン固有モード(TAE)を、大域エネルギー閉じ込め時間の数十倍にわたって抑制・緩和できることが実証された。同方向のオフアクシスECCDは、中心安全係数をわずかに低下させ、中心qプロファイル形状を傾斜させることにより、コア領域における連続体減衰を増大させる。さらに、中心プラズマ圧力の上昇と熱イオンランダウ減衰の増大がTAE安定化に寄与する。TAEが抑制されている間、中性子放出率と全蓄積エネルギーはそれぞれ約45%および25%増加する。TRANSP計算による高速イオン輸送評価は、TAE抑制期間中に古典的レベルに近づくことが示された。高速イオン損失と中性子欠損の大幅な低減も観測されている。TAEの抑制による高速イオン閉じ込めの向上は、非誘導電流分率の増加をもたらし、長時間パルス高性能放電の維持に寄与するであろう。