Two types of JT-60U discharges are studied with an emphasis on toroidal rotation: in one discharge, which is characterized by the existence of an internal transport barrier (ITB), electron heat transport in the core region is affected by the toroidal rotation direction, while in the other discharge, which is a conventional H-mode plasma without an ITB, the clear correlation between the toroidal rotation direction and electron heat transport is not observed. In both discharges, the impurity density is also found to vary together with the rotation velocity profile. With a flux-tube gyrokinetic code, we have found that the effects of the changes in the rotation velocity profile and the impurity density on electron heat transport are different between these discharges. Including the effects explains the tendency observed in the experiments. First, regarding the rotation velocity profile, which influences heat transport through the inertial force, the dependence of heat transport on the rotation direction changes, according to the gradient of the rotation velocity. Next, an increase in the impurity density stabilizes the ion temperature gradient mode, but can destabilize the trapped electron mode. Therefore, it is found that the difference in the impact of the impurity density on electron heat transport in these discharges can be attributed to the difference in the dominant instability.
2種類のJT-60放電について、トロイダル回転に着目して研究を行った。一方の放電は内部輸送障壁(ITB)の存在によって特徴づけられ、コア領域における電子熱輸送がトロイダル回転方向の影響を受けるのに対し、他方の放電はITBを持たない標準的なHモードプラズマであり、トロイダル回転方向と電子熱輸送の間に明確な相関は観測されない。両方の放電において、不純物密度も回転速度分布とともに変化することが見出された。ジャイロ運動論コードを用いた解析により、回転速度分布と不純物密度の変化が電子熱輸送に及ぼす影響は、これらの放電間で異なることが明らかになった。これらの影響を考慮することで、実験で観測された傾向を説明することができる。第一に、回転速度分布は慣性力を通じて熱輸送に影響を及ぼすが、その熱輸送への依存性は回転方向によって変化し、これは回転速度勾配に依存する。第二に、不純物密度の増加はイオン温度勾配モードを安定化させるが、捕捉電子モードを不安定化させる可能性がある。したがって、これらの放電間における電子熱輸送に対する不純物密度の影響の差異は、支配的な不安定性の違いに起因することが見出された。