Effects of toroidicity on linear mode conversion and absorption of lower hybrid (LH) waves in fusion plasmas have been studied using electromagnetic particle simulation. The simulation confirms that the toroidicity induces an upshift of parallel refractive index when LH waves propagate from the tokamak edge toward the core, which affects the radial position for the mode conversion between slow and fast LH waves. Furthermore, moving LH antenna launch position from low field side toward high field side leads to a larger upshift of the parallel refractive index, which helps the slow LH wave penetration into the tokamak core. The broadening of the poloidal spectrum of the wave-packet due to wave diffraction is also verified in the simulation. Both the upshift and broadening effects of the parallel spectrum of the wave-packet modify the parallel phase velocity and thus the linear absorption of LH waves by electron Landau resonance.
トロイダル効果が核融合プラズマ中の低混成（LH）波の線形モード変換と吸収に及ぼす影響を、電磁粒子シミュレーションを用いて研究した。シミュレーションにより、LH波がトカマクの周辺部から中心部へ伝播する際に、トロイダル効果が平行屈折率のアップシフトを誘起し、これが遅い波と速い波の間のモード変換の動径位置に影響を及ぼすことが確認された。さらに、LH波のアンテナの放射位置を低磁場側から高磁場側へ移動させると、平行屈折率のアップシフトがより大きくなり、遅いLH波のトカマク中心部への浸透が促進されることが示された。波の回折による波束のポロイダルスペクトルの広がりもシミュレーションで検証された。波束の平行スペクトルのアップシフトと広がりの両方の効果が平行位相速度を変化させ、それにより電子ランダウ共鳴によるLH波の線形吸収が修正される。