The application of static, non-axisymmetric, nonresonant magnetic fields (NRMFs) to high beta DIII-D plasmas has allowed sustained operation with a quiescent H-mode (QH-mode) edge and both toroidal rotation and neutral beam injected torque near zero. Previous studies have shown that QH-mode operation can be accessed only if sufficient radial shear in the plasma flow is produced near the plasma edge. In past experiments, this flow shear was produced using neutral beam injection (NBI) to provide toroidal torque. In recent experiments, this torque was nearly completely replaced by the torque from applied NRMFs. The application of the NRMFs does not degrade the global energy confinement of the plasma. Conversely, the experiments show that the energy confinement quality increases with lower plasma rotation. Furthermore, the NRMF torque increases plasma resilience to locked modes at low rotation. These results open a path towards QH-mode utilization as an edge-localized mode (ELM)-stable H-mode in the self-heated burning plasma scenario, where toroidal momentum input from NBI may be small or absent.
高ベータDIII-Dプラズマへの静的かつ非軸対称な非共鳴磁場(NRMF)の印加により、無回転状態かつ中性粒子ビーム注入トルクがゼロの条件下で、静穏Hモード(QHモード)端部を有する定常運転が可能となった。これまでの研究では、QHモード運転はプラズマ端部近傍に十分な半径方向シア流が生成された場合にのみ達成可能であることが示されている。過去の実験では、この流れのシアは中性粒子ビーム注入(NBI)によるトロイダルトルクの印加によって生成されていた。最近の実験では、このトルクは印加されたNRMFによるトルクによってほぼ完全に代替された。NRMFの印加はプラズマの全球エネルギー閉じ込めを劣化させない。むしろ、実験結果は、プラズマ回転の低下に伴ってエネルギー閉じ込め品質が向上することを示している。さらに、NRMFによるトルクは、低回転時におけるロックトモードに対するプラズマの耐性を高める。これらの結果は、NBIによるトロイダル運動量注入が小さいか、あるいは存在しない自己加熱燃焼プラズマシナリオにおいて、ELM安定なHモードとしてのQHモードの利用への道を開くものである。