Characteristics of plasma parameters and turbulence in the isotope-mixing and the non-mixing states in hydrogen-deuterium mixture plasmas in the large helical device are discussed. The isotope mixing state is characterized by the uniform isotope ratio profile regardless of the location of the particle source of each species in the isotope mixture plasma. The isotope non-mixing state is identified by the non-uniform isotope ratio profile measured with bulk charge exchange spectroscopy when the beam fueling isotope species differs from the recycling isotope species. The effect of collisionality, ratio, sign of density gradient on transition between isotope mixing and non-mixing is discussed. The plasma parameters preferable for the non-mixing state are found to be lower collisionality, higher , and negative or zero density gradient (peaked or flat density profile). The time scale of transition from non-mixing to mixing is evaluated by the hydrogen and deuterium pellet injection near the plasma edge and is found to be less than 5 ms, which is much shorter than the particle confinement time. The strong correlation between isotope mixing and turbulence characteristics is observed. This strong correlation suggests the change in turbulence is a strong candidate for the mechanism causing the transition between uniform and non-uniform isotope density ratio profiles.
大型ヘリカル装置における水素-重水素混合プラズマ中の同位体混合状態および非混合状態におけるプラズマパラメータと乱流の特性について議論する。同位体混合状態は、同位体混合プラズマにおける各粒子種の粒子源の位置に関係なく、均一な同位体比プロファイルによって特徴づけられる。同位体非混合状態は、ビーム供給種がリサイクリング種と異なる場合に、バルク電荷交換分光法で測定された非均一な同位体比プロファイルによって識別される。衝突度、 比、密度勾配の符号が同位体混合と非混合の間の遷移に及ぼす影響について議論する。非混合状態に好ましいプラズマパラメータは、より低い衝突度、より高い 、および負またはゼロの密度勾配（ピーク状または平坦な密度プロファイル）であることが見出された。非混合から混合への遷移の時間スケールは、プラズマ端部付近への水素および重水素ペレット注入によって評価され、5 ms未満であることが見出された。これは粒子閉じ込め時間よりもはるかに短い。同位体混合と乱流特性の間の強い相関が観測された。この強い相関は、乱流の変化が、均一および非均一な同位体密度比プロファイル間の遷移を引き起こすメカニズムの有力な候補であることを示唆している。