Different plasma responses to neutral beam injection in the directions co and counter to the plasma current have long been accepted as wellunderstood in neutral beam heating of tokamak plasmas. Differences can alsooccur in fast wave heating and current drive in the ion cyclotron range offrequencies (ICRF) when antenna arrays are phased to drive current co andcounter to the plasma current. The source of this asymmetry can be easily seenin the cold plasma wave equation with an applied magnetic field in the z direction and the parallel ICRF electric field set to zero (small electronmass limit). In the absence of absorption, the wave equation displays perfectup-down symmetry. However, when absorption is introduced, the up-down symmetryis destroyed by Hall terms, which depend on density and magnetic fieldgradients. This is confirmed by simple numerical solutions of the cold plasmawave equation with and without collisions. The same up-down asymmetry appearsin three dimensional (3-D) antenna coupling calculations with outgoing boundary conditions. These show a natural poloidal shift in the antenna's radiated power spectrum evenwhen no poloidal magnetic field is present. When a poloidal magnetic field isintroduced, the up-down asymmetry acquires a toroidal component. This leads todifferences in electron heating and current drive depending on the directionthat fast waves are launched relative to the plasma current. Such differencesare clearly seen in full wave modelling calculations of heating and currentdrive in NSTX, where poloidal and toroidal magnetic fields are comparable inmagnitude near the antenna. When density gradients are forced to zero, bothup-down and co-counter asymmetries disappear.
トカマクプラズマの中性粒子ビーム加熱において、プラズマ電流と同方向および逆方向への中性粒子ビーム入射に対するプラズマ応答の違いは、長い間よく理解されていると見なされてきた。イオンサイクロトロン周波数帯（ICRF）における高速波加熱および電流駆動でも、アンテナアレイがプラズマ電流と同方向および逆方向に電流を駆動するように位相調整されている場合、同様の差異が生じ得る。この非対称性の原因は、z方向に印加磁場があり、平行なICRF電場をゼロと設定した（電子質量の小さい極限）冷プラズマ波動方程式において容易に確認できる。吸収がない場合、波動方程式は完全な上下対称性を示す。しかし、吸収を導入すると、密度勾配と磁場勾配に依存するホール項によって上下対称性が破壊される。これは、衝突の有無にかかわらず冷プラズマ波動方程式の簡単な数値解によって確認される。同じ上下非対称性は、外向き境界条件を用いた三次元（3D）アンテナ結合計算にも現れる。これらは、ポロイダル磁場が存在しない場合でも、アンテナの放射パワースペクトルに自然なポロイダルシフトが生じることを示している。ポロイダル磁場を導入すると、上下非対称性はトロイダル成分を獲得する。これにより、高速波がプラズマ電流に対してどの方向に打ち込まれるかに応じて、電子加熱と電流駆動に差異が生じる。このような差異は、NSTXにおける加熱および電流駆動の全波モデリング計算で明確に見られ、そこではアンテナ近傍でポロイダル磁場とトロイダル磁場の大きさが同程度である。密度勾配を強制的にゼロにすると、上下非対称性と同方向・逆方向の非対称性の両方が消滅する。