Radio frequency heating of majority ions is of prime importance for understanding the basic role of auxiliary heating in the activated D–T phase of ITER. Majority deuterium ion cyclotron resonance heating (ICRH) experiments at the fundamental cyclotron frequency were performed in JET. In spite of the poor antenna coupling at 25 MHz, this heating scheme proved promising when adopted in combination with D neutral beam injection (NBI). The effect of fundamental ICRH of a D population was clearly demonstrated in these experiments: by adding ∼25% of heating power the fusion power was increased up to 30–50%, depending on the type of NBI adopted. At this power level, the ion and electron temperatures increased from Ti ∼ 4.0 keV and Te ∼ 4.5 keV (NBI-only phase) to Ti ∼ 5.5 keV and Te ∼ 5.2 keV (ICRH + NBI phase), respectively. The increase in the neutron yield was stronger when 80 keV rather than 130 keV deuterons were injected in the plasma. It is shown that the neutron rate, the diamagnetic energy and the electron as well as the ion temperature scale roughly linearly with the applied RF power. A synergistic effect of the combined use of ICRF and NBI heating was observed: (i) the number of neutron counts measured by the neutron camera during the combined ICRF + NBI phases of the discharges exceeded the sum of the individual counts of the NBI-only and ICRF-only phases; (ii) a substantial increase in the number of slowing-down beam ions was detected by the time of flight neutron spectrometer when ICRF power was switched on; (iii) a small D subpopulation with energies slightly above the NBI launch energy was detected by the neutral particle analyzer and γ-ray spectroscopy.
主イオンの高周波加熱(ICRH)は、ITERの重水素-トリチウム(D-T)段階における補助加熱の基本的な役割を理解する上で極めて重要である。JETにおいて、主重水素イオンの基本周波数でのイオンサイクロトロン共鳴加熱(ICRH)実験が実施された。25 MHzでのアンテナ結合の悪さにもかかわらず、この加熱方式は重水素中性粒子ビーム入射(NBI)と組み合わせた場合に有望であることが実証された。D集団の基本周波数ICRHの効果はこれらの実験で明確に示された:加熱パワーを約25%追加することで、核融合出力はNBIの種類に応じて30〜50%増加した。このパワーレベルでは、イオン温度と電子温度はそれぞれTi ∼ 4.0 keVおよびTe ∼ 4.5 keV(NBIのみの段階)からTi ∼ 5.5 keVおよびTe ∼ 5.2 keV(ICRH + NBI段階)へと上昇した。中性子収量の増加は、130 keVの重水素を入射した場合よりも80 keVの重水素を入射した場合の方が顕著であった。中性子生成率、反磁性エネルギー、ならびに電子温度およびイオン温度は、印加RFパワーにほぼ線形に比例して増加することが示された。ICRFとNBIの併用による相乗効果が観測された:(i)ICRH + NBI併用段階において中性子カメラで測定された中性子計数は、NBIのみおよびICRHのみの各段階の計数の合計を上回った;(ii)ICRFパワーが投入された際、飛行時間法中性子スペクトロメータにより、減速中の高速D集団の数の大幅な増加が検出された;(iii)中性子粒子分析器およびγ線分光法により、NBI入射エネルギーをわずかに上回るエネルギーの小さなDサブ集団が検出された。