Electron cyclotron (EC) power has technological and physics advantages for heating and current drive (CD) in a tokamak reactor, and advances in source development make it credible for applications in the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER). Strong single pass absorption makes heating to ignition in ITER particularly simple. At densities to 3.6*1020 m-3, with ohmic temperatures and wave frequency 170 GHz, heating in the plasma core is readily obtained. For outside launch of an ordinary mode (O mode) near the fundamental EC frequency, the optimized EC current drive (ECCD) efficiency ((n)IR/P) shows a linear temperature scaling at temperatures up to ~15 keV. For temperatures above 30 keV, the efficiency saturates at approximately 0.3*1020 A/W.m2 for a frequency of 220 GHz in an ITER target plasma with a toroidal field of 6 T, due primarily to harmonic overlap and to a lesser extent due to limitations arising from relativistic effects. The same efficiency can also be obtained at 170 GHz for the same plasma equilibrium and q profile except that the magnetic field is reduced to (170/220)*6 T=4.6 T. The ECCD efficiencies are obtained with the comprehensive 3-D, bounce averaged Fokker-Planck codes CQL3D and BANDIT3D
電子サイクロトロン(EC)電力は、トカマク炉における加熱および電流駆動(CD)に対して技術的および物理的利点を有し、波源開発の進展により、国際熱核融合実験炉(ITER)への応用が信頼できるものとなっている。強い単一通過吸収により、ITERにおける点火への加熱は特に簡単になる。密度が3.6*1020 m-3まで、オーミック温度かつ波周波数170 GHzにおいて、プラズマ中心部での加熱は容易に得られる。基本EC周波数付近の常波(Oモード)の外側からの入射について、最適化されたEC電流駆動(ECCD)効率((n)IR/P)は、~15 keVまでの温度で線形温度スケーリングを示す。30 keVを超える温度では、効率は、トロイダル磁場6 TのITER標的プラズマにおいて周波数220 GHzの場合、約0.3*1020 A/W.m2で飽和する。これは主に高調波重なりによるものであり、より程度は小さいが相対論的効果に起因する制限によるものでもある。同じ効率は、同じプラズマ平衡およびq分布に対して、磁場が(170/220)*6 T=4.6 Tに低減されることを除けば、170 GHzでも得ることができる。ECCD効率は、包括的な3次元バウンス平均フォッカー・プランクコードであるCQL3DおよびBANDIT3Dによって得られる。