High fusion power experiments using DT mixtures in ELM-free H mode and optimized shear regimes in JET are reported. A fusion power of 16.1 MW has been produced in an ELM-free H mode at 4.2 MA/3.6 T. The transient value of the fusion amplification factor was 0.95±0.17, consistent with the high value of nDT(0)τEdiaTi(0) = 8.7 × 1020±20% m-3 s keV,and was maintained for about half an energy confinement time until excessive edge pressure gradients resulted in discharge termination by MHD instabilities. The ratio of DD to DT fusion powers (from separate but otherwise similar discharges) showed the expected factor of 210, validating DD projections of DT performance for similar pressure profiles and good plasma mixture control, which was achieved by loading the vessel walls with the appropriate DT mix. Magnetic fluctuation spectra showed no evidence of Alfvénic instabilities driven by alpha particles, in agreement with theoretical model calculations. Alpha particle heating has been unambiguously observed, its effect being separated successfully from possible isotope effects on energy confinement by varying the tritium concentration in otherwise similar discharges. The scan showed that there was no, or at most a very weak, isotope effect on the energy confinement time. The highest electron temperature was clearly correlated with the maximum alpha particle heating power and the optimum DT mixture; the maximum increase was 1.3±0.23 keV with 1.3 MW of alpha particle heating power, consistent with classical expectations for alpha particle confinement and heating. In the optimized shear regime, clear internal transport barriers were established for the first time in DT, with a power similar to that required in DD. The ion thermal conductivity in the plasma core approached neoclassical levels. Real time power control maintained the plasma core close to limits set by pressure gradient driven MHD instabilities, allowing 8.2 MW of DT fusion power with nDT(0)τEdiaTi(0) ≈ 1021 m-3 s keV, even though full optimization was not possible within the imposed neutron budget. In addition, quasi-steady-state discharges with simultaneous internal and edge transport barriers have been produced with high confinement and a fusion power of up to 7 MW; these double barrier discharges show a great potential for steady state operation. © 1999, Euratom
高出力核融合実験を、JETにおけるELMフリーHモードおよび最適化シア領域でのDT混合比を用いた実験について報告する。4.2 MA/3.6 TのELMフリーHモードにおいて、16.1 MWの核融合出力が生成された。核融合増倍率の過渡値は0.95±0.17であり、nDT(0)τEdiaTi(0) = 8.7 × 1020±20% m-3 s keVという高い値と一致し、過度の周辺圧力勾配によりMHD不安定性で放電が終了するまで、約1エネルギー閉じ込め時間の間維持された。DD核融合出力とDT核融合出力の比（別々であるが類似した放電から得られた）は、予想通りの210倍を示し、同様の圧力分布に対するDDによるDT性能の予測と、適切なプラズマ混合比制御を検証した。これは、容器壁を適切なDT混合比で負荷することにより達成された。磁気揺動スペクトルは、アルファ粒子によって駆動されるアルヴェン不安定性の証拠を示さず、理論モデル計算と一致した。アルファ粒子加熱が明確に観測され、その効果は、他は類似した放電においてトリチウム濃度を変えることにより、エネルギー閉じ込めに対する同位体効果の可能性から首尾よく分離された。この走査により、エネルギー閉じ込め時間に対する同位体効果はないか、あるいはあっても非常に弱いことが示された。最高電子温度は、最大アルファ粒子加熱出力および最適DT混合比と明確に相関しており、1.3 MWのアルファ粒子加熱出力による最大増加は1.3±0.23 keVであり、アルファ粒子閉じ込めと加熱に関する古典的予測と一致した。最適化シア領域では、DTにおいて初めて明確な内部輸送障壁が確立され、そのために必要な電力はDDと同程度であった。プラズマ中心部のイオン熱伝導率は新古典論的レベルに近づいた。実時間出力制御により、プラズマ中心部を圧力勾配駆動MHD不安定性によって設定される限界近くに維持し、課された中性子予算内では完全な最適化は不可能であったものの、nDT(0)τEdiaTi(0) ≈ 1021 m-3 s keVで8.2 MWのDT核融合出力を達成した。さらに、内部輸送障壁と周辺輸送障壁を同時に有する準定常放電が、高閉じ込めと最大7 MWの核融合出力で生成され、これらの二重障壁放電は定常運転の大きな可能性を示している。© 1999, Euratom