For the continuous operation of future tokamak-reactors like DEMO, non-inductively driven toroidal plasma current is needed. Bootstrap current, due to the pressure gradient, and current driven by auxiliary heating systems are currently considered as the two main options. This paper addresses the current drive (CD) potential of the ion cyclotron resonance frequency (ICRF) heating system in DEMO-like plasmas. Fast wave CD scenarios are evaluated for both the standard midplane launch and an alternative case of exciting the waves from the top of the machine. Optimal ICRF frequencies and parallel wave numbers are identified to maximize the CD efficiency. Limitations of the high frequency ICRF CD operation are discussed. A simplified analytical method to estimate the fast wave CD efficiency is presented, complemented with the discussion of its dependencies on plasma parameters. The calculated CD efficiency for the ICRF system is shown to be similar to those for the negative neutral beam injection and electron cyclotron resonance heating.
将来のトカマク型核融合炉(DEMOなど)の連続運転には、非誘導駆動のトロイダルプラズマ電流が必要である。圧力勾配に起因するブートストラップ電流と、補助加熱システムによる電流駆動が、現在のところ2つの主要な選択肢と考えられている。本論文では、DEMO類似プラズマにおけるイオンサイクロトロン共鳴周波数(ICRF)加熱システムの電流駆動(CD)の可能性について考察する。高速波CDシナリオは、標準的なミッドプレーン入射と、装置上部からの波の励起という代替ケースの両方について評価される。CD効率を最大化するための最適なICRF周波数と平行波数が特定される。高周波ICRF CD運転の限界についても議論される。高速波CD効率を推定するための簡略化された解析手法が提示され、プラズマパラメータへの依存性に関する考察が補足される。ICRFシステムの計算されたCD効率は、負イオン中性粒子ビーム入射および電子サイクロトロン共鳴加熱のそれと同程度であることが示される。