Helicon waves have been recently proposed as an off-axis current drive actuator for DIII-D, FNSF, and DEMO tokamaks. Previous ray tracing modeling using GENRAY predicts strong single pass absorption and current drive in the mid-radius region on DIII-D in high beta tokamak discharges. The full wave code AORSA, which is valid to all order of Larmor radius and can resolve arbitrary ion cyclotron harmonics, has been used to validate the ray tracing technique. If the scrape-off-layer (SOL) is ignored in the modeling, AORSA agrees with GENRAY in both the amplitude and location of driven current for DIII-D and ITER cases. These models also show that helicon current drive can possibly be an efficient current drive actuator for ITER. Previous GENRAY analysis did not include the SOL. AORSA has also been used to extend the simulations to include the SOL and to estimate possible power losses of helicon waves in the SOL. AORSA calculations show that another mode can propagate in the SOL and lead to significant (~10%–20%) SOL losses at high SOL densities. Optimizing the SOL density profile can reduce these SOL losses to a few percent.
ヘリコン波は最近、DIII-D、FNSF、およびDEMOトカマクのオフアクシス電流駆動アクチュエータとして提案されている。GENRAYを用いた従来の光線追跡モデリングは、高ベータトカマク放電におけるDIII-Dの中間半径領域での強い単一通過吸収と電流駆動を予測している。ラーマー半径の全次数に対して有効であり、任意のイオンサイクロトロン高調波を分解できる全波動コードAORSAが、光線追跡手法を検証するために使用されてきた。モデリングにおいてスクレイプオフ層(SOL)を無視した場合、AORSAはDIII-DおよびITERの場合について、駆動電流の振幅と位置の両方でGENRAYと一致する。これらのモデルはまた、ヘリコン電流駆動がITERにとって効率的な電流駆動アクチュエータとなり得ることを示している。従来のGENRAY解析はSOLを含んでいなかった。AORSAはまた、SOLを含めるようにシミュレーションを拡張し、SOLにおけるヘリコン波の可能な電力損失を推定するために使用されてきた。AORSAの計算は、別のモードがSOL内を伝播し、高いSOL密度で有意な(~10%–20%)SOL損失を引き起こす可能性があることを示している。SOL密度分布を最適化することで、これらのSOL損失を数パーセントに低減できる。