The results and interpretation of the modest-power (∼90 kW) lower-hybrid-heating experiment on Alcator A are presented. The expected results from linear waveguide-plasma coupling theory are outlined, and the possible effects of parametric instabilities, scattering from density fluctuations, and imperfect energetic ion confinement are addressed. It is found experimentally that good coupling and the absence of RF breakdown are achieved with a double waveguide array at available RF power densities PRF ≤ 4.5 kW.cm·−2, the waveguide vacuum windows being outside the toroidal field magnets; a waveguide array having vacuum windows near the waveguide mouth so that the ω = ωce layer can be pressurized shows no breakdown at PRP > 8 kW/cm2 when a single waveguide is energized. Energetic ion production and a factor-of-50 increase in the fusion neutron rate are observed to take place at well defined values of central plasma density; below these densities electron heating occurs. The ion tail production is found to be independent of the relative phase of the double waveguide array employed. This ion heating occurs at a lower density than theoretically expected; together with the electron heating this indicates waves having n|| ∼5 being absorbed near the plasma centre. Probes at the plasma edge observe a frequency-down-shifted and broadened RF pump signal that is strongly attenuated as the plasma density increases through the neutron production band. These anomalous heating results and probe signals can be explained by a parametric decay of the pump wave into higher n|| lower hybrid waves near the plasma edge. An alternate qualitative explanation would be the poloidal scattering of the lower hybrid waves at the plasma periphery due to density fluctuations; the n|| of the scattered lower hybrid waves would then increase as they propagated inward because of magnetic shear. The neutron rate decay times imply that the RF creates ion tails having a substantial fraction of their energy above 50 keV. The neutron decay times and rates strongly depend on plasma current and indicate the expected influence of ion confinement on RF heating efficiencies. Finally, the RF heating efficiencies are assessed.
アルカトールAにおける低ハイブリッド加熱実験（出力約90kW）の結果とその解釈について述べる。線形導波管-プラズマ結合理論から期待される結果を概説し、パラメトリック不安定性、密度揺動による散乱、および不完全な高エネルギーイオン閉じ込めの可能的影響について考察する。実験的には、RF出力密度PRF ≤ 4.5 kW・cm⁻²において、二重導波管アレイにより良好な結合とRF放電の不在が達成されることが見出された。この際、導波管真空窓はトロイダル磁場磁石の外側に位置する。一方、ω = ωce層を加圧できるように真空窓が導波管口近傍に配置された導波管アレイでは、単一導波管への通電時にPRP > 8 kW/cm²で放電は観測されなかった。高エネルギーイオンの生成と核融合中性子率の50倍増加は、中心密度が特定の値で生じることが観測された。この密度以下では電子加熱が生じる。イオンテールの生成は、使用した二重導波管アレイの相対位相に依存しないことが見出された。このイオン加熱は理論的に予測される密度よりも低い密度で生じる。電子加熱と併せて考えると、これはn|| ∼5の波がプラズマ中心付近で吸収されることを示している。プラズマ端でのプローブ測定により、周波数が下方シフトしブロード化したRFポンプ信号が観測され、この信号はプラズマ密度が中性子生成帯域を通過して増加するにつれて強く減衰する。これらの異常加熱結果とプローブ信号は、ポンプ波がプラズマ端付近でより高いn||の低ハイブリッド波へのパラメトリック崩壊を起こすことによって説明できる。別の定性的説明としては、密度揺動によるプラズマ周辺部での低ハイブリッド波のポロイダル散乱が考えられる。この場合、散乱された低ハイブリッド波のn||は、磁気シアのために内側へ伝播するにつれて増大する。中性子率の減衰時間は、RFがそのエネルギーのかなりの割合を50 keV以上に有するイオンテールを生成することを示唆する。中性子減衰時間と中性子率はプラズマ電流に強く依存し、RF加熱に対するイオン閉じ込めの期待される影響を示している。最後に、RF加熱効率の評価を行う。