The linear plasma devices (LPDs) can provide a good platform to experimentally simulate the divertor physics. MPS-LD is a new LPD, which uses ion cyclotron resonance heating (ICRH) to raise the ion temperature (Ti). In this work, the helium plasma transport experiments with/without ICRH are carried out, and the corresponding plasma transport modeling is performed by using SOLPS-ITER to study the effects of charge-exchange (CX) collisions and helium atomic density (nHe) on ICRH, to optimize the heating efficiency. The ion energy is diagnosed by self-developed retarding potential analyzer (RPA). Firstly, the SOLPS-ITER simulation without ICRH is benchmarked with the experimental results, showing well agreement. Subsequently, Ti with ICRH is measured by using RPA, and corresponding plasma transport modeling with ICRH is carried out. The experimental and simulation results show that Ti increases almost linearly with ICRH power. When the ICRH power is 10 kW, Ti can reach approximately a dozen eV at the axis, and higher at the outer boundary, but near the target Ti is still around 1 eV. Next, the optimization of ICRH efficiency is further studied by SOLPS-ITER, and the significant effect of enhanced CX collision rate on preventing Ti raising is soundly demonstrated. This reveals the necessity of reducing in the heating region. Finally, the SOLPS-ITER simulation reveals that when differential pumping is applied, the closer the skimmer is to the plasma, the more effectively the in the auxiliary heating region can be reduced. The relationship that affects Ti by influencing the charge-exchange collisions source is confirmed. Moreover, the corresponding relationship between different CX collision rate and is discovered. The present work provides a potential way to optimize ICRH to realize high heating efficiency in future work.
線形プラズマ装置（LPD）は、ダイバータ物理を実験的に模擬するための優れたプラットフォームを提供することができる。MPS-LDは新しいLPDであり、イオンサイクロトロン共鳴加熱（ICRH）を用いてイオン温度（Ti）を上昇させる。本研究では、ICRHあり/なしのヘリウムプラズマ輸送実験を実施し、対応するプラズマ輸送モデリングをSOLPS-ITERを用いて行い、電荷交換（CX）衝突およびヘリウム原子密度（nHe）がICRHに及ぼす影響を調べて、加熱効率を最適化する。イオンエネルギーは、自作の遅延電位分析器（RPA）により計測される。まず、ICRHなしのSOLPS-ITERシミミュレーションを実検結果とベンチマークし、良良い一致を示す。続いて、ICRHありのTiをRPAを用いて測定し、ICRHありの対応するプラズマ輸送モデリングを実施した。実検結果とシミュレーション結果は、TiがICRHパワーとほぼ線形に増加することを示す。ICRHパワーが10 kWのとき、Tiは軸上で約12 eVに達し、外側境界ではより高くなるが、ターゲット近傍では依然として約1 eVである。次に、ICRH効率の最適化をSOLPS-ITERによりさらに検討し、増強されたCX衝撚突率がTiの上昇を防ぐことへの顕著な効果がしっかりと実証された。これにより、加熱領域における の低減の必要性が明らかになる。最後に、SOLPS-ITERシミミュレーションにより、差動排気を適用した場合、スキマーがプらズマに近いほど、補助加熱領域における をより効果的に低減できることが明らかになる。 が電荷交換衝撚突源に影響を与えることによってTiに影響を及ぼすという関関係が確認される。さらに、異なるCX衝撚突率と との間の対対応関関係が発見された。本研究は、将来の研究において高高い加熱効率を実現するためにICRHを最適化する潜在的な方法を提供する。