Waves at a frequency close to the lower hybrid (LH) resonance are widely used in tokamaks for non-inductive current drive. Modelling of LH waves is usually carried out by combining a Ray-tracing (RT) code for computing the LH waves propagation to a solver of the Fokker–Planck (FP) equation which calculates an electron distribution function self-consistently with the waves absorption. The DELPHINE code has been developed along this approach with accurate treatment of the magnetic equilibrium and the fast electrons dynamics in momentum space. Using this code, the influence of the plasma current on the LH waves propagation and absorption is investigated in detail. High plasma current is found to broaden the absorbed LH spectrum towards high phase velocities, thus increasing the current drive efficiency of the waves. The shape of the current density profile also has an impact on the propagation of the waves and the resulting power deposition. In discharges where the current profile is dominated by LH current drive (LHCD), this dependence leads to the auto-regulation of the LHCD via the current density profile. The RT/FP technique reproduces at least qualitatively some of the experimental trends, though inconsistencies still remain. Perspectives for improving the relevance of the modelling are discussed.
低ハイブリッド(LH)共鳴に近い周波数の波は、トカマクにおける非誘導電流駆動に広く用いられている。LH波のモデリングは通常、LH波の伝播を計算するレイトレーシング(RT)コードと、波の吸収と自己無撞着に電子分布関数を計算するフォッカー・プランク(FP)方程式のソルバーを組み合わせて行われる。DELPHINEコードは、磁気平衡と運動量空間における高速電子の取り扱いを正確に行いながら、このアプローチに沿って開発されてきた。このコードを用いて、プラズマ電流がLH波の伝播と吸収に及ぼす影響を詳細に調べた。プラズマ電流が大きいと、吸収されたスペクトルが高位相速度側に広がり、その結果、波の電流駆動効率が向上することが見出された。電流密度分布の形状も波の伝播に影響を与え、最終的な電力沈着分布を変化させる。電流分布がLHCDによって支配される放電では、この依存性により、電流密度分布を介したLHCDの自己調整が生じる。RT/FP手法は実験的な傾向の一部を定性的に再現するが、依然として不一致も見られる。モデリングの妥当性を向上させるための今後の展望について議論する。