Neoclassical tearing modes, triggered by the long-period sawteeth expected in tokamaks with large non-thermal α-particle populations, may impose a severe β limit on experiments with large fusion yields and on reactors. Sawtooth destabilization by localized current drive could relax the β limit and improve plasma performance. 3He minority ion cyclotron current drive around the sawtooth inversion radius has been planned for ITER. Several ion species, including beam injected D ions and fusion born α particles, are however also resonant in the plasma and may represent a parasitic absorption of RF power.Modelling of minority ion cyclotron current drive in an ITER-FEAT-like plasma is presented, including the effects of ion trapping, finite ion drift orbit widths, wave-induced radial transport and the coupled evolution of wave fields and resonant ion distributions. The parasitic absorption of RF power by the other resonant species is concluded to be relatively small, but the 3He minority current drive is nevertheless negligible due to the strong collisionality of the 3He ions and the drag current by toroidally counter-rotating background ions and co-rotating electrons. H minority current drive is found to be a significantly more effective alternative.
新古典ティアリングモードは、非熱的α粒子集団が大きいトカマクで予想される長周期ソーティースによって引き起こされ、核融合収量の大きい実験や炉において深刻なβ限界を課す可能性がある。局所電流駆動によるソーティース不安定化は、β限界を緩和し、プラズマ性能を向上させることができる。3He少数イオンイオンサイクロトロン電流駆動が、ソーティース反転半径周辺でITER用に計画されている。しかし、ビーム入射Dイオンや核融合生成α粒子を含むいくつかのイオン種もプラズマ内で共鳴しており、RF電力の寄生吸収を表す可能性がある。 ITER-FEAT類似プラズマにおける少数イオンイオンサイクロトロン電流駆動のモデリングを示す。これには、イオンの捕捉、有限イオンドリフト軌道幅、波誘起動径輸送、および波動場と共鳴イオン分布の結合発展の効果が含まれる。他の共鳴種によるRF電力の寄生吸収は比較的小さいと結論されるが、3He少数電流駆動は、3Heイオンの強い衝突性と、トロイダル方向に逆回転する背景イオンおよび同方向回転電子によるドラッグ電流のために、それでも無視できる。H少数電流駆動は、有意に効果的な代替手段であることが見出される。