A set of heat and particle transport equations with the inclusion of E × B flow and magnetic shear is used to understand the formation and behaviors of edge transport barriers (ETBs) and internal transport barriers (ITBs) in tokamak plasmas based on two-field bifurcation concept. A simple model that can describe the E × B flow shear and magnetic shear effect in tokamak plasma is used for anomalous transport suppression with the effect of bootstrap current included. Consequently, conditions and formations of ETB and ITB can be visualized and studied. It can be seen that the ETB formation depends sensitively on the E × B flow shear suppression with small dependence on the magnetic shear suppression. However, the ITB formation depends sensitively on the magnetic shear suppression with a small dependence on the E × B flow shear suppression. Once the H-mode is achieved, the s-curve bifurcation diagram is modified due to an increase of bootstrap current at the plasma edge, resulting in reductions of both L-H and H-L transition thresholds with stronger hysteresis effects. It is also found that both ITB and ETB widths appear to be governed by heat or particle sources and the location of the current peaking. In addition, at a marginal flux just below the L-H threshold, a small perturbation in terms of heat or density fluctuation can result in a transition, which can remain after the perturbation is removed due to the hysteresis effect.
一組の熱・粒子輸送方程式にE×Bフローと磁気シアの効果を含めたモデルを用いて、トカマクプラズマにおけるエッジ輸送障壁（ETB）と内部輸送障壁（ITB）の形成と挙動を、二場分岐の概念に基づいて理解する。ブートストラップ電流の効果を含めた簡単なモデルにより、異常輸送の抑制に対するE×Bフローシアと磁気シアの影響を記述することができる。その結果、ETBの形成はE×Bフローシアによる抑制に強く依存し、磁気シアによる抑制への依存は小さいことが示される。一方、ITBの形成は磁気シアによる抑制に強く依存し、E×Bフローシアによる抑制への依存は小さいことが示される。Hモードが達成されると、プラズマ端部におけるブートストラップ電流の増加によりs字型分岐曲線が変形し、L-H遷移およびH-L遷移の閾値がともに低下するとともに、ヒステリシス効果が強まることが明らかになる。また、ITBおよびETBの幅は、熱・粒子源と電流分布のピーク位置によって支配されることが見出される。さらに、L-H遷移閾値直下の臨界フラックス付近では、熱または密度の小さな摂動が遷移を引き起こす可能性があり、ヒステリシス効果により摂動が除去された後もその状態が維持され得ることが示される。