A comparative investigation was conducted to assess the impact of high-field side (HFS) extraordinary (X) mode (HFS X) injection and low-field side (LFS) ordinary (O) mode (LFS O) injection of 8.2 GHz radio frequency (RF) power in the Q-shu University experimental steady-state spherical tokamak. In the case of the HFS X injection, the ratio of electron plasma frequency and RF frequency was 1.3, indicating an overdense plasma, whereas in the LFS O injection, this ratio was 0.9. Distinctive features emerged in the electron temperature and density profiles between the two injection scenarios. In the HFS X injection, the profiles peaked between the fundamental electron cyclotron resonance (ECR) layer and the upper hybrid resonance layer. Conversely, in the LFS O injection, the peaks were situated near the 1st ECR layer. This implies effective excitation of the electron Bernstein wave (EBW) in the case of the HFS X injection, with the wave power being absorbed through the doppler-shifted ECR of the EBW. Density and temperature oscillations were observed only in the start-up phase of the HFS X injection, which may correlate with the presence of the left-hand cutoff of the X-mode. These findings will be contributed to understand the distinctive characteristics associated with plasma heating through EBW excitation in the HFS X injection.
九州大学実験定常球状トカマクにおいて、8.2 GHzの無線周波数(RF)電力の高磁場側(HFS)異常波(X)モード(HFS X)入射と低磁場側(LFS)常波(O)モード(LFS O)入射の影響を評価するための比較調査が実施された。HFS X入射の場合、電子プラズマ周波数とRF周波数の比は1.3であり、過密度プラズマを示している。一方、LFS O入射では、この比は0.9であった。2つの入射シナリオ間で、電子温度および密度分布に特徴的な差異が現れた。HFS X入射では、分布は基本電子サイクロトロン共鳴(ECR)層と上部ハイブリッド共鳴層の間でピークを示した。逆に、LFS O入射では、ピークは第1 ECR層の近くに位置していた。このことは、HFS X入射の場合に電子バーンスタイン波(EBW)が効果的に励起され、波の電力がEBWのドップラーシフトされたECRを介して吸収されることを示唆している。密度および温度の振動は、HFS X入射の立ち上げ段階でのみ観測され、これはXモードの左手カットオフの存在と相関している可能性がある。これらの知見は、HFS X入射におけるEBW励起を通じたプラズマ加熱に関連する特徴的な特性の理解に貢献するであろう。