A Monte Carlo simulation code is developed for ion cyclotron range of frequencies (ICRF) hearing in helical systems, which takes into account finite beta effects, complicated orbits of high energetic particles, Coulomb collisions and interactions between particles and the applied waves. The code is used to investigate ICRF minority heating in the Large Helical Device (LHD). The configuration of the magnetic fields changes significantly due to finite beta effects in the LHD. The resonance layer position is found to be crucial to the heating efficiency as the plasma beta increases. When the strength of the resonance magnetic field is set to the value at the magnetic axis, a higher heat efficiency is obtained and no clear difference of the heat efficiency due to finite beta effects is found in the high ICRF wave power region. However, the radial profile of the power transferred to majority ions and electrons from minority ions changes because of the deformation of the trapped particle orbits due to the finite beta effects. The heat efficiency is improved if the radial electric field, Er, is positive (Er is directed radially outward) and it is also improved by supplying 3He minority ions rather than proton minority ions
モンテカルロシミュレーションコードは、ヘリカルシステムにおけるイオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)加熱のために開発され、有限ベータ効果、高エネルギー粒子の複雑な軌道、クーロン衝突、および粒子と印加波動の間の相互作用を考慮する。このコードは、大型ヘリカル装置(LHD)におけるICRF少数成分加熱の調査に使用される。LHDでは、有限ベータ効果により磁場配位が大きく変化する。プラズマベータが増加するにつれて、共鳴層の位置が加熱効率にとって決定的に重要であることが見出される。共鳴磁場の強さが磁気軸上の値に設定される場合、高い加熱効率が得られ、高ICRF波動パワー領域では、有限ベータ効果による加熱効率の明確な差異は見られない。しかしながら、少数成分イオンから主成分イオンおよび電子へ伝達されるパワーの動径方向分布は、有限ベータ効果による捕捉粒子軌道の変形のために変化する。動径電場Erが正(Erが外向き)である場合、加熱効率は改善され、また、陽子少数成分イオンではなく3He少数成分イオンを用いることによっても改善される。