The ICRF slow wave is a potential carrier for parallel RF electric fields known to cause unwanted plasma-wall interactions in magnetic confinement fusion experiments. In nowadays machines the slow wave is usually confined to the far scrape-off layer or the limiter shadow, but conditions in future experiments and reactors may allow the slow wave to be propagative in a larger region. Simulations with RAPLICASOL for various geometries show that the ICRF slow waves appear as the so-called resonance cones (RCs) characterized by large localized electric fields. The RCs emerge from the points along the plasma-antenna interface where (in the cold plasma approximation) the radio frequency electric field diverges. We demonstrate that in the parameter range of interest, the propagation of the RCs in a plasma with a density gradient is defined by a simple geometric model, using the local plasma density and the frequency as input parameters. In the context of experiments at ASDEX Upgrade, simulations illustrate that the RCs can emerge from a single tile of the ICRF antenna limiter. Experiments at the Ion-cyclotron System Hardware Test ARrangement (ISHTAR) were conducted to test the detection principle in a simple environment. In agreement with simulations and with predicted characteristics which depend on operation parameters, the RCs are excited by an RF antenna and propagate through the relatively homogeneous plasma in ISHTAR. The cones are detected at a distance from the antenna using two probes scanning through the plasma. In ASDEX Upgrade, a single tile of an antenna limiter was modified to launch RF power into a specially tailored low-density scrape-off layer. Probes at the mid-plane manipulator were then used to detect the wave electric fields at a distance from the RF source. The detected RF signals show that the signal maxima are located close to the lower hybrid resonance density and are highest when the source and the probes are connected along magnetic field lines. These observations agrees with the model for RCs from the simulations.
ICRF低速波は、磁場閉じ込め核融合実験において望ましくないプラズマ・壁相互作用を引き起こすことが知られている平行RF電場の潜在的なキャリアである。現在の装置では、低速波は通常、遠いスクレイプオフ層またはリミター影に閉じ込められているが、将来の実験や炉心の条件では、低速波がより広い領域で伝播し得るかもしれない。様々な幾何形状に対するRAPLICASOLを用いたシミュレーションは、ICRF低速波が、大きな局在電場を特徴とするいわゆる共鳴円錐（RC）として現れることを示している。RCは、（冷プラズマ近似において）高周波電場が発散するプラズマ・アンテナ界面に沿った点から発生する。我々は、対象とするパラメータ範囲において、密度勾配を持つプラズマ中のRCの伝播が、局所プラズマ密度と周波数を入力パラメータとして用いる単純な幾何学的モデルによって定義されることを実証する。ASDEX Upgradeでの実験の文脈では、シミュレーションは、RCがICRFアンテナリミターの単一タイルから発生し得ることを示している。Ion-cyclotron System Hardware Test ARrangement（ISHTAR）での実験は、単純な環境で検出原理を試験するために実施された。シミュレーションおよび運転パラメータに依存する予測特性と一致して、RCはRFアンテナによって励起され、ISHTAR内の比較的均一なプラズマ中を伝播する。これらの円錐は、プラズマを走査する2つのプローブを用いてアンテナから離れた位置で検出される。ASDEX Upgradeでは、アンテナリミターの単一タイルが、特別に調整された低密度のスクレイプオフ層にRFパワーを入射するように改造された。その後、ミッドプレーンマニピュレータのプローブを用いて、RF源から離れた位置での波動電場を検出した。検出されたRF信号は、信号の極大が低域混成共鳴密度の近くに位置し、ソースとプローブが磁力線に沿って接続されている場合に最も高くなることを示している。これらの観測は、シミュレーションによるRCのモデルと一致する。