Magnetic fusion plasmas feature two major classes of low frequency electromagnetic oscillations: waves in the ion cyclotron range of frequencies (ICRFs) constitute a well established method employed for plasma heating and current drive, whereas waves in the Alfvén range of frequencies naturally occur in the form of modes in close interaction with fast particles. The propagation of these waves is characterized by significant space-dispersion, making it necessary to incorporate non-local effects in the global kinetic full-wave codes which are often employed for their simulation. We present here a variational approach to this problem, which has the advantage of providing a common framework to the wave calculation and to the quasilinear response description. Two important points are discussed: firstly, we show that the irreversible part of the power transferred from the wave to the plasma particles is directly available and does not require an explicit evaluation of the kinetic flux; secondly, it is demonstrated that the symmetry of the obtained plasma functional ensures that these energy transfers are described in a consistent fashion, regardless of the level of approximation employed to evaluate the particle Hamiltonian. Finally, quasi-local, finite Larmor radius expressions are derived in the framework of this formalism and implemented in a new multi-dimensional full-wave code, named EVE, which is employed to analyse two ICRF heating scenarios for ITER.
磁気核融合プラズマには、低周波電磁振動の二大分類が存在する。イオンサイクロトロン周波数帯域（ICRF）の波動は、プラズマ加熱および電流駆動に用いられる確立された手法である。一方、アルヴェン周波数帯域の波動は、高速粒子と強く相互作用するモードとして自然に発生する。これらの波動の伝播は顕著な空間分散を特徴とし、そのシミュレーションには大域的運動論的波動コードが必要となる。本論文では、この問題に対する変分法的アプローチを提示する。この手法の利点は、波動計算と準線形応答記述に共通の枠組みを提供することにある。二つの重要な点について議論する。第一に、波動からプラズマ粒子への不可逆的パワー輸送が直接的に得られ、運動論的フラックスの明示的評価を必要としないことを示す。第二に、得られたプラズマ汎関数の対称性により、粒子ハミルトニアンの近似レベルに関わらず、これらのエネルギー輸送が整合的に記述されることを実証する。最後に、この形式主義の枠組みにおいて準局所的かつ有限ラーモア半径の表現を導出し、ITERの二つのICRF加熱シナリオの解析に適用される新しい多次元波動コードEVEに実装したことを報告する。