In this paper we report on simulations of lower hybrid current drive (LHCD) in JET closely comparing the simulation results to the available experimental data. The simulations are performed all over the relevant discharge duration by ASTRA. The LHCD module, FRTC, is based on a standard ray-tracing Fokker–Planck model. The purpose of the paper is to understand the present LHCD experiments issues within the limit of the LH linear propagation model. These issues are: (i) analysis of non-resonant collisional absorption (NRCA) of LH wave power in the main JET plasma during the current ramp-up phase and in steady-state (SS) scenarios, (ii) the lack of penetration of LHCD in high-density plasmas, (iii) current diffusion during the LHCD-assisted current ramp-up and (iv) assessment of the current profile alignment in JET SS discharges in the presence of LHCD.In recent experiments from FTU, JET and C_MOD, LHCD effects at high plasma density are either completely absent or less than expected. It has been shown, both in FTU and ALCATOR-C_MOD, that NRCA of LH wave power can be responsible for that. Indeed NRCA is estimated to be small in JET plasmas, at least in the main heating phase and therefore it is not expected to be responsible for the lack of penetration of LHW in high-density JET plasmas, however here we show for the first time that it can be effective during the early phase of the current ramp-up, when the plasma is still collisional. On the contrary it is suggested that the reduction of LHCD effects at high density may be attributed at least partially to the loss of accessibility of the n|| spectrum effectively launched into the plasma. Furthermore it is shown that the linear propagation model provide very broad and stable LH current density profiles, with no need to include any non-linear spectral broadening.The current diffusion during the LHCD-assisted current ramp-up is investigated and a careful comparison between the simulated q-profiles and the measured ones is performed over time. The implications of the observed difference are discussed.Finally the important question of the alignment of all the current profile components is analysed in JET SS discharges at high βN.
本論文では、JETにおける低域混成波電流駆動（LHCD）のシミュレーションについて報告し、シミュレーション結果を利用可能な実験データと詳細に比較する。シミュレーションは、関連する放電期間全体にわたってASTRAによって実施される。LHCDモジュールであるFRTCは、標準的な光線追跡フォッカー・プランクモデルに基づいている。本論文の目的は、LHの線形伝播モデルの範囲内で、現在のLHCD実験における問題点を理解することである。これらの問題点は以下の通りである：（i）電流立ち上げ位相および定常状態（SS）シナリオにおけるJET主プラズマ中のLH波パワーの非共鳴衝突吸収（NRCA）の解析、（ii）高密度プラズマにおけるLHCDの浸透不足、（iii）LHCD支援電流立ち上げ中の電流拡散、（iv）JET SS放電における高βN条件下での全電流プロファイル成分の整合性の評価。最近のFTU、JET、C-MODの実験では、高密度プラズマにおけるLHCD効果は完全に消失するか、あるいは予想よりも大幅に小さくなっている。FTUおよびALCATOR C-MODの両方において、LH波パワーのNRCAがこの原因となり得ることが示されている。実際、JETプラズマでは、少なくとも主加熱位相においてはNRCAは小さいと推定され、したがって高密度JETプラズマにおけるLH波の浸透不足の原因とは考えられない。しかしながら、ここでは、プラズマがまだ衝突的である電流立ち上げの初期位相において、NRCAが有効であり得ることを初めて示す。一方で、高密度におけるLHCD効果の低減は、実際にプラズマ中へ入射されるn||スペクトルのアクセシビリティ損失に少なくとも部分的に起因することが示唆される。さらに、線形伝播モデルは、非線形スペクトル広がりを含めることなく、非常に広く安定したLH電流密度分布を与えることが示される。LHCD支援電流立ち上げ中の電流拡散が調査され、シミュレーションされたq分布と測定されたq分布の詳細な時間比較が行われる。観測された差異の含意について議論する。最後に、高βNのJET SS放電における全電流プロファイル成分の整合性という重要な問題が解析される。