Ion cyclotron resonance heating (ICRH) has the potential of providing efficient ion heating of reactor grade fusion plasmas especially during the start-up phase. In order to assess such heating scenarios, ICRH modelling is required. However, the physics is complex and certain elements are not universally taken into account in ICRH modelling. In this paper we discuss the importance of including Doppler shift displacements of resonance points away from the cold resonance (i.e. where ) in Fokker–Planck calculations of the distribution function of resonating ions. In particular, the resonant interaction time and the wave electric field varies with the local Doppler shifted resonance positions. The importance of accounting for these variations in Fokker–Planck modelling is investigated. Furthermore, it is shown how these effects can be included in a simplified Fokker–Planck treatment that is sufficiently quick for integrated modelling frameworks of fusion plasmas. Because 2D effects in velocity space play a crucial role in determining Doppler shifts, we employ a model of the anisotropy of the non-thermal distribution function. Simulation results show that taking the Doppler effects into account in Fokker–Planck modelling can have a significant impact on the distribution functions of fast ions and important quantities, such as the collisional power transfer to the background plasma. This is especially important in cases where the poloidal variation of the left-hand component of the wave electric field is strong.
イオンサイクロトロン共鳴加熱(ICRH)は、特に立ち上げ段階において、原子炉級核融合プラズマの効率的なイオン加熱を提供する可能性を有している。そのような加熱シナリオを評価するためには、ICRHモデリングが必要である。しかしながら、その物理は複雑であり、特定の要素がICRHモデリングにおいて普遍的に考慮されているわけではない。本論文では、共鳴イオンの分布関数のフォッカー–プランク計算において、冷共鳴(i.e. where )から離れた共鳴点のドップラーシフト変位を含めることの重要性について議論する。特に、共鳴相互作用時間と波動電場は、局所的なドップラーシフト共鳴位置によって変化する。フォッカー–プランクモデリングにおいてこれらの変動を考慮することの重要性が調査される。さらに、これらの効果が、核融合プラズマの統合モデリングフレームワークにとって十分に高速な簡略化フォッカー–プランク処理にどのように含めることができるかが示される。速度空間における2次元効果がドップラーシフトの決定において決定的な役割を果たすため、我々は非熱的分布関数の異方性のモデルを用いる。シミュレーション結果は、フォッカー–プランクモデリングにおいてドップラー効果を考慮することが、高速イオンの分布関数および背景プラズマへの衝突によるパワー輸送などの重要な量に有意な影響を与え得ることを示している。これは、波動電場の左回り成分のポロイダル変動が強い場合に特に重要である。