A new technique is proposed that may be used to reduce the bombarding flux of plasma onto critical RF antenna components (Faraday shield) yet maintain a high plasma density relatively near the antenna to maximize coupling efficiency. Limiters, which are normally employed to protect the Faraday shield from direct plasma contact, are modified and biased electrically positive, forming a narrow boundary layer plasma with a significantly reduced density e-folding length. A simplified two-fluid transport model which includes phenomenological cross-field diffusion and mobility is used to estimate the effect of the induced electrostatic barrier scrape-off layer (EBSOL) on the local density e-folding length. The model predicts that the influence of an applied bias on the local density gradient depends only on the relative magnitudes of cross-field ion and electron mobilities. Characteristic density e-folding lengths in front of the Faraday shield may be reduced by up to a factor of five with positive bias potentials of the order of three times the local electron temperature. The result is insensitive to the magnetic field strength and suggests that an order of magnitude or more reduction in the ion sputtering rate on the Faraday shield may be achievable. The result also suggests that cross-field mobility may play an important role in scrape-off layer transport, even in the absence of an externally imposed bias – an effect that is typically overlooked in tokamak scrape-off layer transport analysis. As a specific example of the EBSOL technique, an arrangement that might be employed to protect the Faraday shield of an Alcator C-MOD ICRF antenna structure is considered. Bias potentials, currents, heat fluxes and reduced densities at the Faraday shield are estimated for anticipated plasma conditions. The dimensionless phenomenological transport parameter Λ (= Tμ⊥/D⊥) is shown to be important for assessing the practical viability of the EBSOL technique, with Λ ≪ 1 implying that multiple biased limiter electrodes in minor radius may be required.
新たな手法が提案されており、これは、高周波（RF）アンテナの重要な構成要素（ファラデーシールド）へのプラズマフラックスの衝撃を低減しつつ、アンテナ近傍で高いプラズマ密度を維持して結合効率を最大化するために用いることができる。通常、ファラデーシールドを直接のプラズマ接触から保護するために用いられるリミッタを改良し、電気的に正にバイアスすることで、密度のe-folding長が大幅に短縮された狭い境界プラズマ層を形成する。現象論的な交差磁場拡散と移動度を組み込んだ簡略化された二流体モデルを用いて、誘起された静電スクレイプオフ層（EBSOL）が局所的な密度のe-folding長に及ぼす影響を評価する。このモデルは、印加バイアスが局所的な密度勾配に及ぼす影響が、交差磁場方向のイオンと電子の移動度の相対的な大きさのみに依存することを示している。ファラデーシールド前方の特徴的な密度のe-folding長は、局所電子温度の約3倍の正のバイアス電位によって、最大で5分の1まで短縮され得る。この結果は磁場強度には依存せず、ファラデーシールド上でのイオンスパッタリング率を一桁以上低減できる可能性を示唆している。また、この結果は、外部からバイアスを印加しない場合であっても、交差磁場方向の移動度がスクレイプオフ層の輸送において重要な役割を果たし得ることを示唆しており、これはトカマクのスクレイプオフ層輸送解析において通常見落とされがちな効果である。EBSOL手法の具体例として、Alcator C-MOD ICRFアンテナのファラデーシールドを保護するために採用され得る構成を考察する。想定されるプラズマ条件下でのバイアス電位、電流、熱流束、および低減された密度がファラデーシールドにおいて見積もられる。無次元の現象論的輸送パラメータΛ（= Tμ⊥/D⊥）は、EBSOL手法の実用的な実現可能性を評価する上で重要であり、Λ ≪ 1の場合には、小半径方向に複数のバイアスリミッタ電極が必要となる可能性があることが示される。