A set of constraints is derived for the operating characteristics of tokamak power reactors which are bulk-heated by electron cyclotron resonance heating (ECRH). Four heating modes are considered: ordinary wave heating at the electron cyclotron frequency, Ω, and at the second-harmonic frequency, 2Ω, and extraordinary-wave heating at Ω and at 2Ω. For ordinary-wave heating at Ω, which appears to be the most promising method, the wave frequency ω ≈ Ω must exceed the plasma frequency, ωp, for wave penetration into the plasma. The authors' main conclusion is that the need for high-density operation (n0 > 4 × 1020m−3) in moderate-size tokamak reactors, coupled with the wave accessibility condition Ω > ωp, leads to the requirement of frequencies in the 200-GHz range for ECRH of reactor plasmas. A further condition on the heating frequency may be derived by consideration of the ignition condition using empirical scaling laws for the energy confinement time. This latter condition does not increase the heating frequency requirement unless impurities are present or the energy confinement degrades with increasing temperature. It is also found that, for ordinary-wave heating at Ω, the average plasma β is limited to less than 0.039 for a central temperature below 15 keV, assuming parabolic density and temperature profiles. The use of extraordinary heating at Ω might lower the frequency requirement for ECRH of a reactor. However, it appears to be unattractive for reactor operation because, in order for the wave to penetrate to the centre of the plasma, the heating ports must be located on the inside of the torus. High-beta, lower field reactors can be heated from the outboard side of the torus with second-harmonic radiation. However, these devices will have to be heated at frequencies which are as high as or higher than those needed for devices which are heated with the ordinary wave at the fundamental frequency. Extrapolation of cyclotron resonance maser (gyrotron) technology to provide modular heating systems in the 200-GHz range is discussed.
バルク加熱されるトカマク動力炉の運転特性に対して、一連の制約条件が導出される。ここでバルク加熱は電子サイクロトロン共鳴加熱（ECRH）によるものとする。4つの加熱モードが考察される：電子サイクロトロン周波数Ωおよび第二高調波周波数2Ωにおける常波加熱、ならびにΩおよび2Ωにおける異常波加熱である。最も有望な方法と思われるΩにおける常波加熱では、プラズマへの波の浸透のために、波の周波数ω ≈ Ωがプラズマ周波数ωpを超えなければならない。著者らの主な結論は、中規模トカマク炉における高密度運転（n0 > 4 × 10^20 m^−3）の必要性が、波の到達可能性条件Ω > ωpと相まって、炉プラズマのECRHには200 GHz 範囲の周波数が必要となるというものである。加熱周波数に関するさらなる条件は、エネルギー閉じ込め時間に関する経験的スケーリング則を用いた点火条件の考察から導出され得る。この後者の条件は、不純物が存在するか、エネルギー閉じ込めが温度上昇とともに劣化しない限り、加熱周波数の要件を増加させない。また、Ωにおける常波加熱では、放物線状の密度および温度分布を仮定すると、中心温度が15 keV未満の場合、平均プラズマβは0.039未満に制限されることが見出される。Ωにおける異常波加熱の使用は、炉のECRHの周波数要件を下げる可能性がある。しかしながら、波がプラズマ中心に浸透するためには加熱ポートをトーラスの内側に配置しなければならないため、炉の運転にとっては魅力的ではないと思われる。高ベータ・低磁場炉は、第二高調波放射によってトーラスの外側から加熱できる。しかしながら、これらの装置は、基本周波数の常波で加熱される装置に必要な周波数と同等かそれ以上の周波数で加熱されなければならないだろう。200 GHz 範囲のモジュール式加熱システムを提供するためのサイクロトロン共鳴メーザー（ジャイロトロン）技術の外挿について議論される。