Waves in the ion cyclotron range of frequency (ICRF) are expected to play a central role in the heating of ITER plasmas during deuterium (D)–tritium (T) operation. These waves can also be used to drive current by direct electron damping of the fast wave, provided an appropriate antenna phasing is used. The corresponding current profile is peaked near the magnetic axis, and can have a beneficial effect on the discharge stability and performance. In this paper, two scenarios applicable during the activated phase of ITER operation are compared: second harmonic tritium heating and minority helium-3 heating, which differ in the addition of a small fraction of 3He ions (2%) in the DT mixture for the latter. The resulting change of the dominant ICRF heating scheme causes the discharge properties to differ appreciably. In this paper, a full-wave code is coupled to a Fokker–Planck solver and a current drive module to investigate in detail the effect of ICRF waves on the discharge. The impact of phasing on the scenario in terms of plasma heating and current drive efficiency is studied by simulating ICRF heating with various antenna toroidal spectra. It is found that despite a lower current drive efficiency, the addition of 3He in the discharge increases the single-pass absorption rate, the ion heating fraction, and makes the scenario essentially immune to details in the toroidal phasing and fast ion properties.
イオンサイクロトロン周波数帯（ICRF）の波は、重水素（D）–三重水素（T）運転中のITERプラズマの加熱において中心的な役割を果たすと期待されている。これらの波は、適切なアンテナ位相を用いることで、高速波の電子直接減衰による電流駆動にも使用できる。対応する電流分布は磁気軸付近でピークを持ち、放電の安定性と性能に有益な効果をもたらし得る。本論文では、ITERの活性化段階に適用可能な2つのシナリオを比較する：第二高調波三重水素加熱と、少数ヘリウム3加熱である。後者はDT混合ガスに少量の3Heイオン（2%）を添加する点で異なる。支配的なICRF加熱方式の変化により、放電特性は顕著に異なるものとなる。本論文では、全波コードをフォッカー–プランクソルバーおよび電流駆動モジュールと結合し、ICRF波が放電に及ぼす影響を詳細に調査する。様々なアンテナトロイダルスペクトルを用いたICRF加熱のシミュレーションを通じて、プラズマ加熱と電流駆動効率の観点から位相の影響を検討する。その結果、電流駆動効率は低下するものの、放電への3He添加により単一通過吸収率とイオン加熱割合が増加し、トロイダル位相や高速イオン特性の詳細に対してシナリオが本質的に影響を受けなくなることが判明した。