Core transport barriers can be reliably formed in DIII-D by tailoring the evolution of the current density profile. This paper reports studies of the relative role of magnetic and shear in creating core transport barriers in the DIII-D tokamak and considers the detailed dynamics of the barrier formation. The core barriers seen in DIII-D negative shear discharges form in a stepwise fashion during the initial current ramp. The reasons for the stepwise formation are not known. Their extremely good shot to shot reproducibility suggests the steps are connected to a very reproducible plasma parameter such as the current density profile; however, the simple hypothesis that they occur each time q(0) or crosses an integer value is not consistent with all the data. The data from DIII-D are consistent with previous results that negative magnetic shear facilitates the formation of core transport barriers in the ion transport channel but is not necessary. However, strongly negative magnetic shear does allow formation of transport barriers in particle, electron thermal, ion thermal and angular momentum transport channels. Shots with strong negative magnetic shear have produced the steepest ion temperature and toroidal rotation profiles seen yet in DIII-D. In addition, the shearing rates seen in these shots exceed the previous DIII-D record value by a factor of four.
コア輸送障壁は、電流密度分布の時間発展を調整することにより、DIII-Dにおいて確実に形成できる。本論文では、DIII-Dトカマクにおけるコア輸送障壁の形成に対する磁気シアと流れシアの相対的な役割について研究し、障壁形成の詳細なダイナミクスを考察する。DIII-Dの負磁気シア放電で観測されるコア障壁は、初期電流ランプ中に段階的に形成される。この段階的形成の理由は不明である。その再現性が極めて高いことから、これらの段階は、電流密度分布のような非常に再現性の高いプラズマパラメータと関連していることが示唆される。しかし、q(0)またはq_minが整数値を横切るたびに発生するという単純な仮説は、すべてのデータと一致しない。DIII-Dのデータは、負の磁気シアがイオン輸送チャネルにおけるコア輸送障壁の形成を促進するが、必ずしも必要ではないというこれまでの結果と一致する。しかし、強く負の磁気シアは、粒子、電子熱、イオン熱、および角運動量輸送チャネルにおける輸送障壁の形成を可能にする。強く負の磁気シアを有する放電では、これまでにDIII-Dで観測された中で最も急峻なイオン温度勾配とトロイダル回転勾配が得られた。さらに、これらの放電における流れシア率は、これまでのDIII-Dの記録値の4倍に達する。