An extensive experimental survey of plasma potentials induced by ion cyclotron range-of frequency (ICRF) heating was carried out in the scrape-off layer (SOL) plasmas on the Alcator C-Mod tokamak. Enhanced plasma potentials >100 V are observed at locations where local magnetic fields map to active ICRF antennas. In these cases, the enhanced potential appears only when a local plasma density threshold is surpassed—a threshold that is quantitatively consistent with slow wave (SW) RF rectification theory. However, in many cases large potential enhancements are found in locations that do not map along magnetic field lines to active antennas without obstruction, i.e. locations that are inaccessible to SWs launched by the active antennas. Enhanced potentials in these 'unmapped' locations are correlated with local plasma parameters, ICRF electromagnetic fields associated with the fast wave (FW) and SW, launched wave spectra, and the boundary surface geometry. It is found that enhanced plasma potentials in unmapped locations correlate with the FW field strength. These observations are qualitatively consistent with a model that accounts for the conversion of FWs to SWs at conducting surfaces oriented at an oblique angle with respect to the magnetic field, with the SW leading to sheath rectification. In addition, enhanced plasma potentials are found far into the shadow of passive limiter structures. These are correlated with the magnitude of the local FW field strength, yet the effect does not follow any present model. Overall, ICRF-induced plasma potentials may appear in regions far removed from the active antennas, yet due to the complex response of the SOL potentials at a variety of boundary surfaces, it remains unclear what part of the plasma-facing wall should be targeted to mitigate ICRF-induced impurities. The results also suggest that operating active ICRF antennas in a high single pass absorption regime is crucial in minimizing the effects of the FW fields on plasma–material interactions.
アルカターC-Modトカマクのスクレイプオフ層（SOL）プラズマにおいて、イオンサイクロトロン周波数帯（ICRF）加熱によって誘起されるプラズマ電位の広範な実験的調査が実施された。局所磁場が活性ICRFアンテナにマッピングされる位置では、100Vを超える増強されたプラズマ電位が観測された。これらの場合、増強電位は、局所プラズマ密度閾値を超えたときにのみ現れ、その閾値は、遅波（SW）RF整流理論と定量的に一致する。しかしながら、多くの場合において、大きな電位増強は、磁力線に沿って障害物なく活性アンテナにマッピングされない位置、すなわち活性アンテナから放射されたSWが到達できない位置でも見られた。これらの「非マッピング」位置における増強電位は、局所プラズマパラメータ、速波（FW）およびSWに関連するICRF電磁場、放射波スペクトル、ならびに境界面形状と相関することが見出された。非マッピング位置における増強プラズマ電位は、FW場強度と相関することが判明した。これらの観測結果は、磁場に対して斜めの角度を有する導体表面でのFWからSWへの変換、およびそのSWによるシース整流を考慮したモデルと定性的に一致する。さらに、増強プラズマ電位は、受動リミター構造の影の深部にも見られた。これらは局所FW場強度の大きさと相関するが、その効果は既存のモデルには従わない。全体的に、ICRF誘起プラズマ電位は、活性アンテナから遠く離れた領域にも現れ得るが、様々な境界面におけるSOL電位の複雑な応答のため、ICRF誘起不純物を軽減するためにプラズマ対向壁のどの部分を対象とすべきかは依然として不明である。また、結果は、FW場がプラズマ–材料相互作用に及ぼす影響を最小化するためには、活性ICRFアンテナを高い単一パス吸収領域で運転することが極めて重要であることを示唆している。