During the initial operation of the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), it is envisaged that activation will be minimized by using hydrogen (H) plasmas where the reference ion cyclotron resonance frequency (ICRF) heating scenarios rely on minority species such as helium (3He) or deuterium (D). This paper firstly describes experiments dedicated to the study of 3He heating in H plasmas with a sequence of discharges in which 5 MW of ICRF power was reliably coupled and the 3He concentration, controlled in real-time, was varied from below 1% up to 10%. The minority heating (MH) regime was observed at low concentrations (up to 2%). Energetic tails in the 3He ion distributions were observed with effective temperatures up to 300 keV and bulk electron temperatures up to 6 keV. At around 2%, a sudden transition was reproducibly observed to the mode conversion regime, in which the ICRF fast wave couples to short wavelength modes, leading to efficient direct electron heating and bulk electron temperatures up to 8 keV. Secondly, experiments performed to study D minority ion heating in H plasmas are presented. This MH scheme proved much more difficult since modest quantities of carbon (C) impurity ions, which have the same charge to mass ratio as the D ions, led directly to the mode conversion regime. Finally, numerical simulations to interpret these two sets of experiments are under way and preliminary results are shown.
国際熱核融合実験炉（ITER）の初期運転中は、水素（H）プラズマを用いることで放射化が最小化されることが想定されており、そこでの基準イオンサイクロトロン共鳴周波数（ICRF）加熱シナリオは、ヘリウム（³He）や重水素（D）などの少数種に依存している。本論文ではまず、Hプラズマ中の³He加熱の研究に特化した実験について述べる。この実験では、5 MWのICRFパワーが確実に結合され、リアルタイムで制御された³He濃度が1%未満から10%まで変化する一連の放電が行われた。少数種加熱（MH）領域は、低濃度（最大2%）で観測された。³Heイオン分布には高エネルギーテールが観測され、有効温度は最大300 keV、バルク電子温度は最大6 keVに達した。約2%付近で、モード変換領域への急激な遷移が再現性よく観測された。この領域では、ICRF高速波が短波長モードに結合し、効率的な直接電子加熱と最大8 keVのバルク電子温度をもたらす。次に、Hプラズマ中のD少数種イオン加熱を研究するために実施された実験について述べる。このMHスキームは、Dイオンと同じ電荷対質量比を持つ少量の炭素（C）不純物イオンがモード変換領域に直接導くため、はるかに困難であることが判明した。最後に、これら2組の実験を解釈するための数値シミュレーションが進行中であり、予備的結果を示す。