Lower hybrid current drive (LHCD) has been demonstrated to be an important actuator for controlling the current profiles of advanced tokamak plasmas, either in fully non-inductive or in hybrid regimes. To continue such scenario development in JET, and most notably towards extrapolations for ITER, an upgrade of its LH launcher is required to deliver more power (>5 MW) and to deal with a broad array of density situations at the plasma edge more consistently. These may range from steep gradients to ELM activity; extend from as low as the cut-off density nec to large and fast density variations and give rise to strong and rapid reflections of RF power. The passive active multijunction (PAM), advocated as the LH launcher concept for ITER, is claimed to be more resilient to such conditions, run with increased efficiency near nec and even with a small vacuum gap, being also specially appropriate for long pulse operation—all conditions hampering traditional designs. In addition, some of this leverage has been confirmed experimentally at the ITER-relevant FTU with the first PAM ever deployed, and more recently with Tore Supra's PAM. The JET version addressed in this study, with the latter focusing on the physics that drives and supports the adopted technical solutions, allows the injection of up to 5.2 MW at 3.7 GHz and N||peak = 1.9. With directivities better than 70%, reflection coefficients below 2% even for ∼nec and power densities comparable to those foreseen for ITER at 5 GHz, it would validate this concept in ITER-relevant scenarios.
低域混成波電流駆動(LHCD)は、完全非誘導またはハイブリッド領域のいずれにおいても、先進トカマクプラズマの電流分布を制御するための重要なアクチュエータであることが実証されている。JETにおけるこのようなシナリオ開発を継続し、最も顕著にはITERへの外挿に向けて、そのLHランチャーのアップグレードが必要とされており、より多くの電力(>5 MW)を供給し、プラズマ端部における多様な密度状況により一貫して対応することが求められる。これらの密度状況は、急峻な勾配からELM活動までにわたり、遮断密度necほど低い値から大きく速い密度変動まで及び、RF電力の強い急速な反射を引き起こす可能性がある。ITER用のLHランチャー概念として提唱されているパッシブ・アクティブ・マルチジャンクション(PAM)は、そのような条件に対してより耐性があり、nec近傍でより高い効率で動作し、小さな真空ギャップがあっても動作し、また長時間パルス運転に特に適していると主張されている——これらはすべて従来設計を妨げる条件である。さらに、この利点の一部は、ITER関連のFTUにおいて、これまでに配備された最初のPAMを用いて実験的に確認されており、最近ではTore SupraのPAMでも確認されている。本研究で扱うJET版は、採用された技術的解決策を駆動し支持する物理に焦点を当てており、3.7 GHz、N||peak = 1.9で最大5.2 MWの入射を可能にする。70%を超える指向性、∼necでも2%未満の反射係数、そして5 GHzでITERに想定されるものに匹敵する電力密度により、ITER関連シナリオでこの概念を検証することになるだろう。