Two ion cyclotron resonance heating (ICRH) systems are planned for ITER, each system containing 24 antennas distributed as a two by four array of poloidal triplets. The ITER antennas are designed to operate at a poloidal phase difference between the upper and lower triplet of in the antenna currents. Since current tokamak experiments normally operate at , experience from ICRH schemes with is lacking. In this paper, the effects of poloidal phasing on ICRH power absorption and coupling are studied using the novel code FEMIC, which is described here. Simulations of the ITER antenna and the JET ITER-like antenna show that increasing the poloidal phase difference increases the destructive interference of the fast magnetosonic wave near the equatorial plane. This causes a degradation of the on-axis heating performance and reduces the total coupled power to the plasma. Best on-axis heating was obtained for , resulting in peaked profiles. By increasing the poloidal phase difference the absorption profiles tend to become less peaked or hollow on-axis. The effect is localized and occurs for , i.e. near the magnetic axis. The total coupled power was found to be asymmetric around due to the plasma gyrotropy, where the maximum coupled power occurs within on ITER and JET. The exact location of the maximum depends on the width of the pedestal. The strength of the asymmetry increases with the pedestal width.
ITER用に2つのイオンサイクロトロン共鳴加熱(ICRH)システムが計画されており、各システムにはポロイダル三重項の2×4アレイとして配置された24本のアンテナが含まれている。ITERアンテナは、アンテナ電流における上部と下部の三重項間のポロイダル位相差が で動作するように設計されている。現在のトカマク実験は通常 で動作するため、 を用いたICRHスキームの経験は不足している。本論文では、ポロイダル位相がICRHの電力吸収と結合に及ぼす影響を、ここで説明する新しいコードFEMICを用いて研究する。ITERアンテナとJET ITER類似アンテナのシミュレーションは、ポロイダル位相差を増加させると、赤道面近傍での高速磁気音波の破壊的干渉が増加することを示している。これにより、オン軸加熱性能の低下が生じ、プラズマへの総結合電力が減少する。最良のオン軸加熱は で得られ、その結果、ピークを持つプロファイルが得られた。ポロイダル位相差を増加させることにより、吸収プロファイルはオン軸でピークが少なくなるか、中空になる傾向がある。この効果は局所的であり、 、すなわち磁気軸近傍で発生する。総結合電力は、プラズマのジャイロトロピーにより の周りで非対称であることが判明し、最大結合電力はITERとJETで 以内に発生する。最大値の正確な位置はペデスタルの幅に依存する。非対称性の強さはペデスタル幅とともに増加する。