Experiments have been carried out on the JET tokamak to investigate fast 3He and hydrogen minority ion populations accelerated by ion cyclotron range of frequencies (ICRF) waves launched with multiple frequencies (i.e. up to four frequencies separated by up to ≈15%). This 'polychromatic' heating is compared with single-frequency, 'monochromatic', ICRF heating of reference discharges with similar power levels. Information on the fast ion populations is provided by two-dimensional gamma-ray emission tomography and the measurements are compared with numerical modelling. Polychromatic heating with resonances in the plasma centre (Rres ≈ R0) and on the low magnetic-field side (LFS) (Rres > R0) is found to produce predominantly high-energy standard trapped ions, while resonances on the high magnetic-field side (Rres < R0) increase the fraction of high-energy passing ions. Monochromatic heating with a central resonance produces stronger gamma-ray emission with the maximum emission in the midplane close to, and on the LFS of, the resonance, in agreement with the calculated radial distribution of fast ion orbits. Both the fast ion tail temperature and energy content are found to be lower with polychromatic waves. Polychromatic ICRF heating has the advantage of producing smaller-amplitude and shorter-period sawteeth, consistent with a lower fast ion pressure inside the q = 1 surface, and higher ion to electron temperature ratios.
JETトカマクにおいて、イオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)波によって加速された高速3Heおよび水素少数イオン集団を調査するための実験が実施された。この波は複数の周波数(すなわち、最大4つの周波数で、最大約15%の間隔)で発射された。この「多色」加熱は、同様の出力レベルを有する参照放電の単一周波数「単色」ICRF加熱と比較された。高速イオン集団に関する情報は、二次元ガンマ線放出トモグラフィーによって提供され、測定結果は数値モデリングと比較された。プラズマ中心(Rres ≈ R0)および低磁場側(LFS)(Rres > R0)に共鳴を有する多色加熱は、主に高エネルギーの標準捕捉イオンを生成することが見出された一方、高磁場側(Rres < R0)の共鳴は高エネルギーの通過イオンの割合を増加させた。中心共鳴を有する単色加熱は、より強いガンマ線放出を生成し、その最大放出は共鳴の近傍かつ低磁場側の中央平面において観測され、これは高速イオン軌道の計算された動径分布と一致した。高速イオンのテール温度とエネルギー含有量はともに、多色波の場合に低くなることが見出された。多色ICRF加熱は、q = 1表面内部のより低い高速イオン圧力と整合的であり、より高イオン対電子温度比を伴って、より小さい振幅およびより短い周期の鋸歯状振動を生成する利点を有する。