In an analysis of the parametric decay of the fast magnetosonic wave to an ion Bernstein wave and a quasi-mode the amount of power converted non-linearly at the plasma edge during ion cyclotron heating is estimated. Low decay thresholds for the pump wave amplitude are obtained when the quasi-mode frequency is at the hydrogen cyclotron frequency and the fast wave frequency is near appropriate cyclotron harmonics (or their sums) of the edge plasma. To obtain an upper limit for the growth of the decay modes, non-linear Landau damping of the Bernstein wave as a secondary process is studied, in addition to the usual convective and linear damping processes of the decay waves. It is shown that because of the secondary process and the finite interaction geometry in the decay, a negligible power conversion from the fast wave to Bernstein modes may follow even if the pump wave amplitude clearly exceeds the threshold. At larger pump wave fields (>200 V·cm−1) a non-negligible power conversion could be obtained in spite of saturation of the instability. Since the wave fields of the fast wave at the plasma edge of JET are estimated to be less than 200 V·cm−1, no serious power losses for the heating wave due to the Bernstein wave decay at the edge are expected. This seems to be in accordance with recent observations on JET. These dependences are described and applications to hydrogen minority heating of deuterium and deuterium-tritium plasmas by ICRF waves in JET are presented.
高速磁気音波のイオンバーンスタイン波と準モードへのパラメトリック崩壊の解析において、イオンサイクロトロン加熱中にプラズマ端で非線形に変換される電力の量が推定される。準モード周波数が水素サイクロトロン周波数にあり、高速波周波数が端部プラズマの適切なサイクロトロン高調波(またはそれらの和)の近くにあるとき、ポンプ波振幅に対する低い崩壊閾値が得られる。崩壊モードの成長の上限を得るために、崩壊波の通常の対流および線形減衰過程に加えて、二次過程としてのバーンスタイン波の非線形ランダウ減衰が研究される。二次過程と崩壊における有限な相互作用形状のために、ポンプ波振幅が閾値を明確に超えていても、高速波からバーンスタインモードへの電力変換は無視できる程度になり得ることが示される。より大きなポンプ波場(>200 V·cm−1)では、不安定性の飽和にもかかわらず、無視できない電力変換が得られる可能性がある。JETのプラズマ端における高速波の波場は200 V·cm−1未満であると推定されるため、端部でのバーンスタイン波崩壊による加熱波の深刻な電力損失は予想されない。これはJETにおける最近の観測と一致しているように思われる。これらの依存性が記述され、JETにおけるICRF波による重水素および重水素-トリチウムプラズマの水素少数種加熱への応用が提示される。