A simple model is presented for the production and absorption of ordinary- and extraordinary-mode energy in various regions of the ELMO Bumpy Torus plasma. The plasma is divided into two regions: (I) the low-magnetic-field side of the extraordinary-mode cutoff and (II) the high-field side of the cut-off. Energy balance equations are written for the sources (injection, mode conversion, and tunnelling) and sinks (mode conversion, absorption, and tunnelling) in each region, and simplified models are introduced to account for each of these processes. Since a typical ray makes several reflections from cavity wall surfaces before being absorbed, additional simplifying assumptions are made that the wave fields are an isotropic incoherent superposition of plane waves and that the energy density of each mode is uniform in a given region. – It is found that conversion between eigenmodes upon wall reflection and absorption of the extraordinary mode at the fundamental cyclotron resonance are the most rapid processes in EBT-I. The relative fractions of the injected power deposited in the various plasma components are typically 25% to the annulus, 22% to the core plasma, and 53% to the surface plasma. The partitioning of energy between the three plasma components is determined largely by geometric characteristics of the walls, the plasma, and the fundamental cyclotron resonant surface. The results are comparatively insensitive to other parameters of the model and in rough agreement with estimates of power deposition based on experimental data.
ELMO Bumpy Torusプラズマの様々な領域における常波および異常波モードのエネルギーの生成と吸収に関する簡単なモデルを提示する。プラズマは、(I)異常波カットオフの低磁場側と(II)カットオフの高磁場側の2つの領域に分割される。各領域において、エネルギー収支方程式が、源(入射、モード変換、トンネリング)と損失(モード変換、吸収、トンネリング)に対して書かれ、これらの各過程を説明するための簡略化モデルが導入される。典型的な光線は吸収される前に空洞壁表面から数回反射するため、波動場は等方的な非干渉平面波の重ね合わせであり、各モードのエネルギー密度は所与の領域内で一様であるという追加の簡略化仮定がなされる。EBT-Iにおいては、壁反射時の固有モード間の変換と、基本サイクロトロン共鳴における異常波の吸収が最も速い過程であることが見出された。注入パワーのプラズマ各成分への分配割合は、典型的には環状部へ25%、コアプラズマへ22%、表面へ53%である。3つのプラズマ成分間のエネルギー分配は、主に壁、プラズマ、および基本サイクロトロン共鳴面の幾何学的特性によって決定される。結果はモデルの他のパラメータに対して比較的感受性が低く、実験データに基づくパワー堆積の推定値とおおむね一致する。