The scattering of waves in the ion cyclotron range by plasma density perturbations in the edge has been previously studied by Zhang et al with the help of antenna code RAPLICASOL (2020, Nucl. Fusion, 60, 096001). The further interesting question is whether the density perturbations have an effect on ion cyclotron resonance heating (ICRH) in the core. In this paper, finite element method based 2D full wave code integrating the core with the edge is used to study this issue. The analytical density perturbations are applied to study the influence of density perturbations on field distribution, power deposition, wave coupling, power partition among different species in the core, and the fraction of energy dissipation in the scrape-off layer. The influence of density perturbations becomes global and significant when the poloidal size of the density blob is comparable to the perpendicular wavelength. In addition, the strength of wave scattering is directly proportional to the amplitude and the radial size of the density blob. Finally, a typical experiment on the EAST is chosen and the influence of realistic density perturbations on ICRH is evaluated.
エッジにおけるプラズマ密度摂動によるイオンサイクロトロン周波数帯の波の散乱は、これまでにZhangらによってアンテナコードRAPLICASOLを用いて研究されてきた(2020, Nucl. Fusion, 60, 096001)。さらなる興味深い疑問は、密度摂動がコアにおけるイオンサイクロトロン共鳴加熱(ICRH)に影響を及ぼすかどうかである。本論文では、コアとエッジを統合した有限要素法に基づく2D全波コードを用いてこの問題を研究する。解析的な密度摂動を適用して、密度摂動が場の分布、電力堆積、波動結合、、コア内の異なる粒子種間の電力配分、およびスクレイプオフ層におけるエネルギー散逸の割合に及ぼす影響を調べる。密度摂動の影響は、密度ブロブのポロイダルサイズが垂直波長に匹敵するときに、大域的かつ顕著になる。さらに、波の散乱の強さは密度ブロブの振幅と動径方向のサイズに正比例する。最後に、EASTにおける典型的な実験を選択し、現実的な密度摂動がICRHに及ぼす影響を評価する。