The reference ion cyclotron resonance frequency (ICRF) heating schemes for ITER deuterium–tritium (D-T) plasmas at the full magnetic field of 5.3 T are second harmonic heating of T and 3He minority heating. The wave-particle resonance location for these schemes coincide and are central at a wave frequency of 53 MHz at 5.3 T. Experiments have been carried out in the second major D-T campaign (DTE2) at JET, and in its prior D campaigns, to integrate these ICRF scenarios in JET high-performance plasmas and to compare their performance with the commonly used hydrogen (H) minority heating. In 50:50 D:T plasmas, up to 35% and 5% larger fusion power and diamagnetic energy content, respectively, were obtained with second harmonic heating of T as compared to H minority heating at comparable total input powers and gas injection rates. The core ion temperature was up to 30% and 20% higher with second harmonic T and 3He minority heating, respectively, with respect to H minority heating. These are favourable results for the use of these scenarios in ITER and future fusion reactors. According to modelling, adding ICRF heating to neutral beam injection using D and T beams resulted in a 10%–20% increase of on-axis bulk ion heating in the D-T plasmas due to its localisation in the plasma core. Central power deposition was confirmed with the break-in-slope and fast Fourier transform analysis of ion and electron temperature in response to ICRF modulation. The tail temperature of fast ICRF-accelerated tritons, their enhancement of the fusion yield and time behaviour as measured by an upgraded magnetic proton recoil spectrometer and neutral particle analyser were found in agreement with theoretical predictions. No losses of ICRF-accelerated ions were observed by fast ion detectors, which was as expected given the high plasma density of ne ≈ 7–8 × 1019 m−3 in the main heating phase that limited the formation of ICRF-accelerated fast ion tails. 3He was introduced in the machine by 3He gas injection, and the 3He concentration was measured by a high-resolution optical penning gauge in the sub-divertor region. The DTE2 experiments with 3He minority heating were carried with a low 3He concentration in the range of 2%–4% given the fact that the highest neutron rates with 3He minority heating in D plasmas were obtained at low 3He concentrations of ∼2%, which also coincided with the highest plasma diamagnetic energy content. In addition to 3He introduced by 3He gas injection, an intrinsic concentration of 3He of the order of 0.2%–0.4% was measured in D-T plasmas before 3He was introduced in the device, which is attributed to the radioactive decay of tritium to 3He. According to modelling, even such low intrinsic concentrations of 3He lead to significant changes in ICRF power partitioning during second harmonic heating of T due to absorption of up to 30% of the wave power by 3He.
ITERの重水素-トリチウム（D-T）プラズマにおける5.3 Tの全磁場でのICRF加熱方式は、Tの第2高調波加熱および3He少数加熱である。これらの方式の波-粒子共鳴位置は一致し、53 MHzの波周波数において5.3 Tで中心部に位置する。JETでの第2回主要D-T実験（DTE2）およびそれ以前のD実験において、これらのICRFシナリオをJETの高性能プラズマに統合し、一般的に使用される水素（H）少数加熱との性能比較を行う実験が実施された。50:50のD:Tプラズマにおいて、同等の総入力パワーおよびガス注入速度で、Tの第2高調波加熱によりH少数加熱と比較して核融合出力が最大35%、ダイアマグネティックエネルギー含有量が最大5%大きい結果が得られた。中心イオン温度は、H少数加熱と比較して、Tの第2高調波加熱および3He少数加熱によりそれぞれ最大30%および20%高かった。これらの結果は、ITERおよび将来の核融合炉におけるこれらのシナリオの使用にとって好ましいものである。モデリングによれば、DおよびTビームを用いた中性粒子ビーム入射にICRF加熱を追加することで、D-Tプラズマにおけるバルクイオン加熱の中心部への局在化により、軸上バルクイオン加熱が10%～20%増加した。中心部へのパワー堆積は、ICRF変調に対するイオン温度および電子温度の応答におけるブレーク・イン・スロープ法および高速フーリエ変換解析により確認された。高速ICRF加速トリトンのテール温度、核融合収率の増強、および時間挙動は、アップグレードされた磁気陽子反跳スペクトロメータおよび中性粒子分析器による測定結果が理論予測と一致した。高速ICRF加速イオンの損失は高速イオン検出器によって観測されず、これは主加熱段階における高プラズマ密度（ne ≈ 7–8 × 10^19 m^-3）がICRF加速高速イオンテールの形成を制限したという期待と一致する。3Heは3Heガス注入により導入され、3He濃度はサブダイバータ領域の高分解能光学ペニングゲージにより測定された。DTE2実験における3He少数加熱は、Dプラズマにおける3He少数加熱で最高の中性子率が得られた低3He濃度（約2%）という事実を考慮し、2%～4%の範囲の低3He濃度で実施された。これはまた、最高のダイアマグネティックエネルギー含有量と一致した。さらに、3Heガス注入に加えて、装置への3He導入前にD-Tプラズマ中にトリチウムの放射性崩壊に起因する約0.2%～0.4%のオーダーの固有3He濃度が測定された。モデリングによれば、このような低い固有3He濃度であっても、Tの第2高調波加熱中のICRFパワー配分に有意な変化をもたらし、3Heによる波パワーの吸収が最大30%に達することが示された。