The wave-front concept in conjunction with the ray-tracing technique is applied to solving the problem of fast-wave ion cyclotron resonance heating of tokamaks, leading to realistic power deposition profiles. The different features of the complete model are reviewed, including the 2-D computation of the antenna near-field, the concept of a constant-phase surface and the derivation of the initial conditions for ray tracing, the geometric optics expansion scheme, the ray and power transport equations and their implementation in general toroidal geometry, as well as the procedures leading to the production of final power deposition profiles for the various plasma species. The validity and consistency of the approach are investigated both by means of numerical checks and by using analytic asymptotic expansions in simplified cases. The range of validity and the limitations of the present approach are fully discussed. Using asymptotic theory, it is possible to bridge the gap between the antenna coupling theory (a full-wave solution) and ray tracing (a geometric optics solution), showing how the power spectrum radiated by the antenna constrains the field distribution over a constant-phase surface. Examples of power deposition profiles for the plasma species are generated for several minority heating scenarios of JET in which the antenna is located on the low-field side. In most cases, a very peaked power deposition profile is obtained, which is centred around the minor radius at which the cyclotron layer cuts the meridian plane of the tokamak.
波面概念を光線追跡法と組み合わせて、トカマクの高速波イオンサイクロトロン共鳴加熱の問題を解くことに適用し、現実的なパワー堆積プロファイルを得る。完全なモデルのさまざまな特徴を概説する。これには、アンテナ近傍場の2次元計算、等位相面の概念と光線追跡の初期条件の導出、幾何光学展開、光線およびパワー輸送方程式とその一般的なトロイダル幾何学における実装、ならびに各種プラズマ種に対する最終的なパワー堆積プロファイルの生成手順が含まれる。このアプローチの妥当性と一貫性は、数値的検証と、簡略化された場合における解析的漸近展開の両方を用いて調べられる。本手法の適用範囲と限界についても十分に議論する。漸近理論を用いることで、アンテナ結合理論（全波解）と光線追跡（幾何光学解）の間のギャップを埋めることが可能となり、アンテナが放射するパワースペクトルが等位相面上の場の分布をどのように決定するかを示す。アンテナが低磁場側に位置するJETのいくつかの少数イオン加熱シナリオについて、各種プラズマ種に対するパワー堆積プロファイルの例を生成する。ほとんどの場合において、サイクロトロン層がトカマクの子午面と交差する小半径を中心とした、非常に鋭いピークを持つパワー堆積プロファイルが得られる。