The central electron temperature has successfully reached up to 7.5 keV in large helical device (LHD) plasmas with a central high-ion temperature of 5 keV and a central electron density of m−3. This result was obtained by heating with a newly-installed 154 GHz gyrotron and also the optimisation of injection geometry in electron cyclotron heating (ECH). The optimisation was carried out by using the ray-tracing code 'LHDGauss', which was upgraded to include the rapid post-processing three-dimensional (3D) equilibrium mapping obtained from experiments. For ray-tracing calculations, LHDGauss can automatically read the relevant data registered in the LHD database after a discharge, such as ECH injection settings (e.g. Gaussian beam parameters, target positions, polarisation and ECH power) and Thomson scattering diagnostic data along with the 3D equilibrium mapping data. The equilibrium map of the electron density and temperature profiles are then extrapolated into the region outside the last closed flux surface. Mode purity, or the ratio between the ordinary mode and the extraordinary mode, is obtained by calculating the 1D full-wave equation along the direction of the rays from the antenna to the absorption target point. Using the virtual magnetic flux surfaces, the effects of the modelled density profiles and the magnetic shear at the peripheral region with a given polarisation are taken into account. Power deposition profiles calculated for each Thomson scattering measurement timing are registered in the LHD database. The adjustment of the injection settings for the desired deposition profile from the feedback provided on a shot-by-shot basis resulted in an effective experimental procedure.
大型ヘリカル装置（LHD）において、中心イオン温度が5 keV、中心電子密度が10^19 m⁻³のプラズマで、中心電子温度が7.5 keVに達することに成功した。この結果は、新たに設置された154 GHzジャイロトロンによる加熱と、電子サイクロトロン加熱（ECH）における入射幾何学の最適化によって得られた。この最適化は、実験から得られた高速後処理三次元（3D）平衡マッピングを組み込むように改良された光線追跡コード「LHDGauss」を用いて実施された。光線追跡計算において、LHDGaussは、放電後にLHDデータベースに登録された関連データ（例：ガウスビームパラメータ、目標位置、偏波、ECHパワーなどのECH入射設定、および3D平衡マッピングデータに沿ったトムソン散乱計測データ）を自動的に読み取ることができる。電子密度・温度分布の平衡マップは、その後、最終閉鎖磁気面の外側領域まで外挿される。 ordinary modeとextraordinary modeの比であるモード純度は、アンテナから吸収目標点までの光線方向に沿った一次元（1D）波動方程式を計算することによって得られる。仮想磁気面を用いることで、所定の偏波に対する周辺領域でのモデル化された密度分布と磁気シアの影響が考慮される。各トムソン散乱計測タイミングに対して計算されたパワー堆積分布は、LHDデータベースに登録される。ショットごとのフィードバックに基づいて、所望の堆積分布を得るための入射設定の調整は、効果的な実験手順であることが実証された。