A theoretical analysis of radio-frequency current drive in a tokamak at frequencies much less than the electron cyclotron frequency is presented. The global model includes kinetic hot plasma effects and collisions. All kinds of wave-plasma interactions (resonant wave-electron interaction, resonant wave-ion interaction and collisions) can contribute to the current drive. The analysis discusses the following current drive components: the momentum-transfer current and polarization current, the helicity current, the resonant and non-resonant currents, the currents caused by kinetic and collisional effects. The two most important new current drive components are introduced, the resonant helicity current and the collisionless part of the non-resonant current. Helicity current drive is proportional to the parallel helicity flux. The helicity conversion coefficient, expressing the conversion of the parallel helicity flux into the parallel induced current, is defined by the wave-plasma interaction. The collisionless part of the non-resonant current is proportional to wave damping on ions. However, this is an electron current, and wave-ion interaction just creates necessary polarization of the wave to drive a current. Circularly polarized waves drive a current differently from linearly polarized waves, and wave polarization is an important factor for current drive efficiency.
トカマクにおける電子サイクロトロン周波数よりはるかに低い周波数での高周波電流駆動の理論解析を提示する。この大域的モデルには、運動論的効果を持つ高温プラズマと衝突が含まれる。すべての種類の波動-プラズマ相互作用(共鳴波動-電子相互作用、共鳴波動-イオン相互作用、および衝突)が電流駆動に寄与し得る。本解析では、以下の電流駆動成分について論じる:運動量輸送電流と分極電流、ヘリシティ電流、共鳴電流と非共鳴電流、ならびに運動論的効果と衝突効果に起因する電流である。最も重要な2つの新しい電流駆動成分として、共鳴ヘリシティ電流と非共鳴電流の無衝突部分を導入する。ヘリシティ電流駆動は平行ヘリシティ束に比例する。平行ヘリシティ束の平行誘起電流への変換を表すヘリシティ変換係数は、波動-プラズマ相互作用によって定義される。非共鳴電流の無衝突部分は、イオン上の波動減衰に比例する。しかしながら、これは電子電流であり、波動-イオン相互作用は電流を駆動するために必要な波動の分極を生成するだけである。円偏波は直線偏波とは異なる方法で電流を駆動し、波動の分極は電流駆動効率にとって重要な因子である。