The achievable efficiency for external current drive through electron-cyclotron waves in a demonstration tokamak reactor is investigated. Two possible reactor designs, one for steady state and one for pulsed operation, are considered. Beam propagation, absorption and current drive are modelled employing the beam-tracing technique and including momentum conservation in electron–electron collisions. It is found that for midplane injection the achievable current drive efficiency is limited by second-harmonic absorption at levels consistent with previous studies. Higher efficiencies can be achieved by injecting the beams from the top of the machine, exploiting wave absorption by more energetic (less collisional) electrons. Current drive efficiencies competitive with those usually obtained by neutral beam current drive are reported. These optimum efficiencies are found for frequencies around 230 GHz and 290 GHz for the steady-state and the pulsed DEMO, supposed to operate at a magnetic field B = 5.84 T and B = 7.45 T, respectively.
実証用トカマク炉における電子サイクロトロン波による外部電流駆動の達成可能な効率を調査した。定常運転用とパルス運転用の2つの可能な炉設計を検討した。ビーム伝播、吸収、および電流駆動は、ビームトレーシング手法を用い、電子間衝突における運動量保存を考慮してモデル化した。中間面からの入射の場合、達成可能な電流駆動効率は、先行研究と一致するレベルでの第2高調波吸収によって制限されることが判明した。より高い効率は、炉の上部からビームを入射し、より高エネルギー（衝突頻度が低い）電子による波の吸収を利用することで達成できる。報告された電流駆動効率は、通常中性粒子ビーム入射で得られるものと競合する。これらの最適効率は、それぞれB = 5.84 TおよびB = 7.45 Tの磁場で運転される定常型およびパルス型DEMOにおいて、約230 GHzおよび290 GHzの周波数で見出された。