First principle modeling of the lower hybrid (LH) current drive in tokamak plasmas is a longstanding activity, which is gradually gaining in accuracy thanks to quantitative comparisons with experimental observations. The ability to reproduce simulatenously the plasma current and the non-thermal bremsstrahlung radial profiles in the hard x-ray (HXR) photon energy range represents in this context a significant achievement. Though subject to limitations, ray tracing calculations are commonly used for describing wave propagation in conjunction with Fokker–Planck codes, as it can capture prominent features of the LH wave dynamics in a tokamak plasma-like toroidal refraction. This tool has been validated on several machines when the full absorption of the LH wave requires the transfer of a small fraction of power from the main lobes of the launched power spectrum to a tail at a higher parallel refractive index. Conversely, standard modeling based on toroidal refraction only becomes more challenging when the spectral gap is large, except if other physical mechanisms may dominate to bridge it, like parametric instabilities, as suggested for JET LH discharges (Cesario et al 2004 Phys. Rev. Lett. 92 175002), or fast fluctuations of the launched power spectrum or 'tail' LH model, as shown for Tore Supra (Decker et al 2014 Phys. Plasma21 092504). The applicability of the heuristic 'tail' LH model is investigated for a broader range of plasma parameters as compared to the Tore Supra study and with different LH wave characteristics. Discrepancies and agreements between simulations and experiments depending upon the different models used are discussed. The existence of a 'tail' in the launched power spectrum significantly improves the agreement between modeling and experiments in plasma conditions for which the spectral gap is large in EAST and Alcator C-Mod tokamaks. For the Alcator C-Mod tokamak, the experimental evolution of the HXR profiles with density suggests that this model is valid up to a line-averaged density of m−3, a statement that is confirmed by simulations of the HXR scaling law with density. While simulations with GENRAY/CQL3D codes have ascribed the fast decrease of the HXR emission with density to parasitic absorption in the scrape-off layer by collisional damping, an alternative interpretetation based on an enhanced refraction as the LH wave propagates in the vicinity of the X-point is provided by C3PO/LUKE codes. The consequences for the predictions of LH current in ITER are discussed.
トカマクプラズマにおける低混成（LH）電流駆動の第一原理モデリングは長年にわたる活動であり、実験観測との定量的比較により徐々に精度を向上させている。プラズマ電流と硬X線（HXR）光子エネルギー範囲における非熱的制動放射の動径プロファイルを同時に再現できることは、この文脈において重要な成果である。限界はあるものの、レイトレーシング計算はフォッカー・プランクコードと組み合わせて波動伝播を記述するために一般的に使用されており、トカマクプラズマにおけるLH波ダイナミクスの顕著な特徴を捉えることができる。このツールは複数の装置で検証されており、LH波の完全吸収には、投入パワースペクトルのメインローブからより高い平行屈折率のテールへの小さなパワー移行が必要である。逆に、トロイダル屈折に基づく標準的なモデリングは、スペクトルギャップが大きい場合により困難になる。ただし、JETのLH放電で示唆されたパラメトリック不安定性（Cesarioら 2004 Phys. Rev. Lett. 92 175002）や、Tore Supraで示された投入パワースペクトルの高速変動または「テール」LHモデル（Deckerら 2014 Phys. Plasma 21 092504）など、他の物理メカニズムがこのギャップを埋める可能性がある。ヒューリスティックな「テール」LHモデルの適用性は、Tore Supraの研究と比較してより広範なプラズマパラメータ範囲と異なるLH波特性について調査されている。使用するモデルの違いに応じて、シミュレーションと実験の間の不一致と一致が議論される。投入パワースペクトルにおける「テール」の存在は、EASTおよびAlcator C-Modトカマクにおいてスペクトルギャップが大きいプラズマ条件でのモデリングと実験の一致を有意に改善する。Alcator C-Modトカマクについては、HXRプロファイルの密度依存性の実験的進化は、このモデルが線平均密度 m−3 まで有効であることを示唆しており、この主張はHXRスケーリング則の密度依存性のシミュレーションによって確認されている。GENRAY/CQL3Dコードを用いたシミュレーションでは、HXR放出の密度に対する急速な減少はスクレイプオフ層における衝突減衰による寄生吸収に帰属されているが、C3PO/LUKEコードによる代替解釈では、X点近傍を伝播する際のLH波の強化された屈折によるものとされている。ITERにおけるLH電流駆動の予測への影響について議論する。