A self-consistent modelling of ion cyclotron resonance heating (ICRH) is reviewed with the aim of obtaining a fast robust scheme suitable for routine simulation for transport codes and data analysis. Due to the complexity of calculating the wave field and the distribution function self-consistently simplifications are necessary. To improve modelling of the wave field, methods are developed to include higher order finite Larmor radius terms, up- and downshifts of the parallel wave number and to improve calculations of damping due to the transit time magnetic pumping in finite element wave codes without decomposing the wave locally into planar waves. A new code, SELFO-light, for self-consistent modelling of ion cyclotron heating suitable for routine calculations is developed. The code is based on coupling the global wave code LION with a simple one-dimensional time-dependent Fokker–Planck code. Both the wave and the Fokker–Planck codes use finite element representations. The importance of self-consistent modelling of ion cyclotron heating is illustrated by studying the effect on the power partition for a fast wave current drive scenario at lower harmonic resonances in a deuterium plasma. It is found that the fraction of the power absorbed on the deuterium and the time to reach the steady state vary strongly depending on the position of the resonances. It is found that the deuterium absorption becomes strongly localized to regions where the resonances are tangential to the magnetic flux surfaces.
イオンサイクロトロン共鳴加熱(ICRH)の自己無矛盾モデリングを、輸送コードおよびデータ解析のための日常的なシミュレーションに適した高速でロバストな手法を得ることを目的として概説する。波動場と分布関数を自己無矛盾に計算することの複雑さのため、簡略化が必要である。波動場のモデリングを改善するために、有限要素波動コードにおいて、波動を局所的に平面波に分解することなく、高次の有限ラーマー半径項、平行波数のアップシフトおよびダウンシフトを含め、通過時間磁気ポンピングによる減衰の計算を改善する手法が開発される。日常的な計算に適したイオンサイクロトロン加熱の自己無矛盾モデリングのための新しいコード、SELFO-lightが開発される。このコードは、大域波動コードLIONと、単純な1次元時間依存フォッカー–プランクコードとの結合に基づいている。波動コードとフォッカー–プランクコードはどちらも有限要素表現を用いる。イオンサイクロトロン加熱の自己無矛盾モデリングの重要性は、重水素プラズマ中の低次高調波共鳴における高速波電流駆動シナリオのパワー配分への影響を調べることによって示される。重水素に吸収されるパワーの割合と定常状態に達するまでの時間は、共鳴の位置に強く依存して変化することが見出される。重水素吸収は、共鳴が磁束面に接する領域に強く局在化することが見出される。