We analyze the propagation of electron-cyclotron waves, their absorption and current drive when neoclassical tearing modes (NTMs), in the form of magnetic islands, are present in a tokamak plasma. So far, the analysis of the wave propagation and power deposition in the presence of NTMs has been performed mainly in the frame of an axisymmetric magnetic field, ignoring any effects from the island topology. Our analysis starts from an axisymmetric magnetic equilibrium, which is perturbed such as to exhibit magnetic islands. In this geometry, we compute the wave evolution with a ray-tracing code, focusing on the effect of the island topology on the efficiency of the absorption and current drive. To increase the precision in the calculation of the power deposition, the standard analytical flux-surface labeling for the island region has been adjusted from the usual cylindrical to toroidal geometry. The propagation up to the O-point is found to be little affected by the island topology, whereas the power absorbed and the driven current are significantly enhanced, because the resonant particles are bound to the small volumes in between the flux surfaces of the island. The consequences of these effects on the NTM evolution are investigated in terms of the modified Rutherford equation.
我々は、トカマクプラズマ中に新古典テアリングモード（NTM）が磁気島の形で存在する場合の、電子サイクロトロン波の伝播、その吸収、および電流駆動を解析する。これまで、NTM存在下での波動伝播とパワー吸収の解析は、主に軸対称磁場の枠組みで行われており、島構造の影響は無視されてきた。我々の解析は、軸対称磁気平衡から出発し、それを摂動させて磁気島を生成する。この幾何形状において、レイトレーシングコードを用いて波動の伝播を計算し、吸収と電流駆動の効率に対する島構造の影響に焦点を当てる。パワー吸収の計算精度を高めるため、島領域に対する標準的な解析的磁束面ラベリングを、通常の円筒座標からトロイダル座標へと修正した。O点までの伝播は島構造の影響をほとんど受けないが、吸収されるパワーと駆動される電流は有意に増強されることが判明した。これは、共鳴粒子が島の磁束面間の小さな体積に閉じ込められるためである。これらの効果がNTMの時間発展に及ぼす影響を、修正ラザフォード方程式を用いて調査する。