A simulation model is described for lower hybrid (LH) current drive, rampup, heating, and sawtooth stabilization. The model incorporates a one-dimensional radial transport code, parallel velocity Fokker-Planck calculation, and a toroidal ray tracing code. For steady LH current drive it is found that the RF current generation is accurately predicted by a fast electron confinement time of the form ms in the density range of 3 × 1019 m−3 ≲ e ≲ 7 × 1019 m−3 (where ± distinguishes electrons moving parallel (antiparallel) to the current drive direction). Also in this range, the theoretically predicted wave absorption and experimentally measured electron temperatures and stored energy were found to be consistent with an electron thermal diffusivity whose magnitude is independent of ne. To reproduce the experimentally measured values of LH rampup efficiency at e = 3 × 1019 m−3, it was necessary to take . For LH heating at densities of e ≌ 1.4 × 1020 m−3, the power lost due to collisional damping of the LH ray trajectories at the plasma periphery was found to be significant, because of higher edge densities. Studies of LHRF sawtooth stabilization experiments with RF current drive indicated the possibility of creating stable profiles of the safety factor, q, via the generation of positive RF current near the q = 1 surface, thus producing a current 'pedestal'.
低域混成(LH)波による電流駆動、ランプアップ、加熱、および鋸歯状振動安定化のためのシミュレーションモデルについて述べる。このモデルは、一次元動径輸送コード、平行速度フォッカー・プランク計算、およびトロイダル光線追跡コードを組み込んでいる。定常LH電流駆動では、3 × 10¹⁹ m⁻³ ≲ nₑ ≲ 7 × 10¹⁹ m⁻³の密度範囲(ここで±は電流駆動方向に平行(反平行)に動く電子を区別する)において、高速電子閉じ込め時間がτ_FAST = の形で与えられるとき、RF電流生成が正確に予測されることが見出された。また、この範囲では、理論的に予測される波動吸収と実験的に測定された電子温度および蓄積エネルギーは、nₑに依存しない大きさを持つ電子熱拡散係数と整合することが見出された。nₑ = 3 × 10¹⁹ m⁻³におけるLHランプアップ効率の実験測定値を再現するためには、 と取る必要があった。nₑ ≌ 1.4 × 10²⁰ m⁻³の密度でのLH加熱では、周辺密度が高いため、プラズマ周辺部でのLH光線軌道の衝突減衰による損失電力が有意であることが見出された。RF電流駆動を用いたLHRF鋸歯状振動安定化実験の研究は、q = 1 面近傍での正のRF電流の生成を通じて安全係数qの安定な分布を形成し、それによって電流「ペデスタル」を生成する可能性を示した。