This paper evaluates the feasibility of helicon current drive (HCD) in a hybrid scenario for the China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR). Utilizing the GENRAY/CQL3D package, a large number of simulations (over 5000) were conducted, with parametric scans in the antenna's poloidal position, launched parallel refractive index (n||), and wave frequency. The analysis reveals that helicon has excellent accessibility under reactor-level conditions, and smaller n|| and higher wave frequency result in enhanced wave absorption. The simulations demonstrate an optimal launched n|| of approximately 1.6 for the CFETR hybrid scenario, with helicon achieving a maximum drive efficiency of 2.8 × 1019 A·W−1·m−2. The best launch position is found to be within a poloidal angle range of 25 degrees to 65 degrees. Additionally, it is preferable to have a narrow n|| spectrum for wave absorption when operating below the threshold value of Δn|| (∼0.6), beyond which the effect of Δn|| on wave absorption is negligible. This study provides valuable insights into the potential application of HCD in CFETR.
本論文は、中国核融合工学試験炉(CFETR)のハイブリッドシナリオにおけるヘリコン電流駆動(HCD)の実現可能性を評価するものである。GENRAY/CQL3Dパッケージを利用し、アンテナのポロイダル位置、入射平行屈折率(n||)、および波動周波数に関するパラメトリックスキャンを用いて、多数のシミュレーション(5000件以上)を実施した。解析により、ヘリコンは炉レベルの条件下で優れたアクセス性を有し、より小さなn||とより高い波動周波数が波動吸収を向上させることが明らかになった。シミュレーションは、CFETRハイブリッドシナリオにおいて最適な入射n||が約1.6であることを示し、ヘリコンは最大駆動効率2.8 × 1019 A·W−1·m−2を達成する。最適な入射位置は、ポロイダル角度範囲25度から65度以内にあることが見出された。さらに、Δn||の閾値(∼0.6)未満で動作する場合、波動吸収には狭いn||スペクトルが好ましく、それを超えるとΔn||が波動吸収に及ぼす影響は無視できる。本研究は、CFETRにおけるHCDの潜在的な応用に関して貴重な知見を提供する。