The operation of reversed shear plasmas in JT-60U has been extended to the low-q, high-Ip region keeping a large radius transport barrier, and a high fusion performance has been achieved. Record values of deuterium-tritium (DT)-equivalent power gain in JT-60U have been obtained: QDTeq = 1.05, τE = 0.97 s, nD(0) = 4.9 × 1019 m-3 and Ti(0) = 16.5 keV. A large improvement in confinement resulted from the formation of an internal transport barrier (ITB) with a large radius, which was characterized by steep gradients in electron density, electron temperature and ion temperature just inside the position of qmin. Large negative shear regions, up to 80% of the plasma minor radius in the low-qmin regime (qmin∼2), were obtained by plasma current ramp-up after the formation of the ITB with the pressure and current profiles being controlled by adjustment of plasma volume and beam power. The ITB was established by on-axis beam heating into a low density target plasma with reversed shear that was formed by current ramp-up without beam heating. The confinement time increased with the radius of the ITB and the decrease of qmin at a fixed toroidal field. High H factors, up to 3.3, were achieved with an L mode edge. The effective one fluid thermal diffusivity χeff had its minimum in the ITB. The values of H/q95 and βt increased with the decrease of q95, and the highest performance was achieved at q95 ∼3.1 (2.8 MA). The performance was limited by disruptive beta collapses with βN∼2 at qmin∼2.
JT-60Uにおける逆転シアプラズマの運転は、大半径輸送障壁を維持しつつ低q・高Ip領域まで拡張され、高い核融合性能が達成された。JT-60Uにおいて重水素-トリチウム(DT)等価出力利得の記録値が得られた: QDT eq = 1.05、τE = 0.97 s、nD(0) = 4.9 × 1019 m-3、Ti(0) = 16.5 keV。閉じ込めの大幅な改善は、qminの位置のすぐ内側における電子密度、電子温度、イオン温度の急峻な勾配によって特徴づけられる、大半径の内部輸送障壁(ITB)の形成に起因するものであった。低qmin領域(qmin∼2)において、プラズマ小半径の最大80%に及ぶ大きな負磁気シア領域が、ITB形成後のプラズマ電流ランプアップによって得られ、圧力および電流分布は、プラズマ体積とビーム出力の調整によって制御された。ITBは、ビーム加熱を伴わない電流ランプアップによって形成された低密度ターゲットプラズマへの軸方向ビーム加熱によって確立された。閉じ込め時間は、トロイダル磁場を固定した場合、ITBの半径とともに増加し、qminの減少とともに増加した。Lモード端部において、H因子は最大3.3の値が達成された。有効一流体熱拡散係数χeffはITB内で最小値を示した。H/q95およびβNの値はq95の減少とともに増加し、最高性能はq95 ∼3.1(2.8 MA)において達成された。性能は、qmin∼2におけるβN∼2の破壊的β崩壊によって制限された。