An ion cyclotron range of frequency (ICRF) heating experiment was conducted in the third campaign of LHD in 1999. 1.35 MW of ICRF power were injected into the plasma and 200 kJ of stored energy were obtained, which was maintained for 5 s by ICRF power only after the termination of ECH. The impurity problem was so completely overcome that the pulse length was easily extended to 68 s at a power level of 0.7 MW. The utility of a liquid stub tuner in steady state plasma heating was demonstrated in this discharge. The energy confinement time of the ICRF heated plasma has the same dependences on plasma parameters as those of the ISS95 stellarator scaling with a multiplication factor of 1.5, which is a high efficiency comparable to that of NBI. Such an improvement in performance was obtained by various means, including: (a) scanning of the magnetic field intensity and minority concentration, (b) improvement of particle orbits due to a shift of magnetic axis and (c) reduction of the number of impurity ions by means of titanium gettering and the use of carbon divertor plates. In the optimized heating regime, ion heating turned out to be the dominant heating mechanism, unlike in CHS and W7-AS. Owing to the high quality of the heating and the parameter rangebeing extended far beyond that of previous experiments, the experiment can be regarded as the first complete demonstration of ICRF heating in stellarators.
LHD第3次キャンペーンにおいて、イオンサイクロトロン周波数(ICRF)加熱実験が実施された。1.35 MWのICRFパワーがプラズマに入射され、200 kJの蓄積エネルギーが得られ、ECH終了後、ICRFパワーのみにより5秒間維持された。不純物問題は完全に克服され、0.7 MWのパワーレベルでパルス長は容易に68秒まで延長された。この放電において、定常プラズマ加熱における液体スタブチューナーの有用性が実証された。ICRF加熱プラズマのエネルギー閉じ込め時間は、ISS95ステラレータースケーリングと同じプラズマパラメータ依存性を示し、その乗数は1.5であり、NBIと同等の高い効率を示した。このような性能向上は、(a) 磁場強度およびマイノリティ濃度の走査、(b) 磁気軸シフトによる粒子軌道の改善、(c) チタンゲッタリングおよびダイバータ板の使用による不純物イオン数の低減など、様々な手段によって達成された。最適化された加熱領域においては、CHSやW7-ASとは異なり、イオン加熱が支配的な加熱機構であることが明らかになった。加熱の高品質性と、パラメータ範囲が従来の実験をはるかに超えて拡張されたことにより、本実験はステラレーターにおけるICRF加熱の最初の完全な実証と見なすことができる。