Studies of a purely non-linear method of RF heating are presented. The method combines localization of absorption at the centre of the plasma column with a marked decrease in the pumping frequency compared with the cyclotron frequency. A stationary distribution of the electromagnetic radiation is found, as a result of multiple reflections from the chamber walls. The energy distribution over the toroidal cross-section was calculated with the help of a ray tracing simulation. It is shown that, compared with linear systems, the threshold for the parametric instability decreases because of the return of oscillations to the pumping region after a cycle of the torus. Calculations of the threshold for both isothermal and non-isothermal plasmas are presented. The level of turbulence defined by the non-linear effects is estimated for this regime. The effective collision frequency, describing pump wave conversion into plasma waves, is determined in the framework of weak turbulence theory. The efficiency of the method is discussed and some comparison with traditional methods is presented
純粋に非線形なRF加熱法に関する研究を提示する。本手法は、プラズマ柱中心部での吸収の局在化と、サイクロトロン周波数と比較したポンプ周波数の顕著な低下を組み合わせたものである。壁からの多重反射の結果として、電磁放射の定常分布が見出される。トロイダル断面におけるエネルギー分布は、光線追跡シミュレーションを用いて計算された。線形系と比較して、ポンプ波がトーラス一周後に励起領域へ戻るため、パラメトリック不安定性の閾値が低下することが示された。等温プラズマおよび非等温プラズマの両方について閾値の計算が提示される。この領域における非線形効果によって定義される乱流レベルが推定される。弱乱流理論の枠組みにおいて、ポンプ波のプラズマ波への変換を記述する実効衝突周波数が決定される。本手法の効率が議論され、従来法との比較も提示される。