Absorption of radiofrequency (RF) waves within the Alfvén range of frequencies (Ω < ωHi) and current drive generation by Alfvén waves are studied in a cylindrical plasma column, with particle, heat and magnetic field diffusion processes taken into account. To this end, a 1-D numerical code describing RF field propagation, absorption and current drive processes has been developed, with a self-consistent evolution of the plasma parameters. The code structure includes electrodynamic and transport equations that are solved alternatingly with a 1 ms time order step. – Two different regimes have been found in the model, depending on the direction of the RF field rotation. Below the Alfvén threshold frequency, drift Alfvén mode pumping and RF field conversion into an ion acoustic wave have been found for a hollow current density distribution. It is shown that the helical (kink) resonance regime with wavenumbers m < 0 and n < 0 is the most promising for plasma heating. The efficiency of steady state current sustainment for the INTOR device parameters is of the order of 0.5 A·W−1.
アルフヴェン周波数領域(Ω < ωHi)内の高周波(RF)波の吸収と、アルフヴェン波による電流駆動生成を、粒子、熱、および磁場の拡散過程を考慮して、円筒状プラズマ柱において研究した。このため、RF場の伝搬、吸収、および電流駆動過程を記述する1次元数値コードを、プラズマパラメータの自己無撞着な発展とともに開発した。コード構造には、電気力学方程式と輸送方程式が含まれており、1 msの時間刻みで交互に解かれる。モデルでは、RF場の回転方向に依存して、2つの異なるレジームが見いだされた。アルフヴェン閾値周波数以下では、中空の電流密度分布に対して、ドリフト・アルフヴェンモードのポンピングと、イオン音波へのRF場の変換が見いだされた。波数m < 0およびn < 0のヘリカル(キンク)共鳴レジームが、プラズマ加熱に最も有望であることが示された。INTOR装置パラメータに対する定常電流維持の効率は、約0.5 A·W−1のオーダーである。