Electron cyclotron resonance heating and electron cyclotron current drive (ECCD) in the W7-X stellarator, which is presently under construction, are investigated by means of a ray-tracing code. Two heating schemes are considered: launching of extraordinary and ordinary waves from the low magnetic field side at the second harmonic of the electron cyclotron frequency. Full power absorption is typically obtained for the extraordinary mode at the second harmonic for the predicted plasma parameters of W7-X. In this case, current drive calculations are also performed to determine the optimum launching conditions. A current drive efficiency, , of the order of is obtained for the scenarios of low-field-side injection under consideration (for a density , and a temperature , corresponding to a normalized efficiency . ECCD can be used to tailor the radial profile of the rotational transform (in order, for example, to compensate the residual bootstrap current, and to avoid low-order rational surfaces inside the plasma). A variational calculation of ECCD, extended to take trapped-particle effects into account, and its straightforward implementation in the ray-tracing code are briefly presented. The results for the driven current are compared with estimates of the residual bootstrap current in the optimized magnetic configuration of W7-X. Significant absorption is found over a wide density range also in the case of ordinary mode heating at the second harmonic, allowing an extension of the operational parameter window to higher densities.
現在建設中のW7-Xステラレータにおける電子サイクロトロン共鳴加熱および電子サイクロトロン電流駆動（ECCD）を、レイトレーシングコードを用いて調査した。2つの加熱方式を検討した：電子サイクロトロン周波数の第2高調波における低磁場側からの異常波および常波の入射である。W7-Xの予測プラズマパラメータに対して、異常波の第2高調波では典型的に全吸収が得られる。この場合、最適な入射条件を決定するために電流駆動計算も実施した。検討した低磁場側入射シナリオに対して、電流駆動効率はおよそ［値］が得られた（密度［値］、温度［値］において、規格化効率［値］に相当）。ECCDは回転変換の動径分布を調整するために使用できる（例えば、残留ブートストラップ電流を補償し、プラズマ内部の低次有理面を回避するため）。捕捉粒子効果を考慮するように拡張されたECCDの変分計算と、そのレイトレーシングコードへの簡便な実装について簡潔に述べる。駆動電流の結果は、W7-Xの最適化磁気配位における残留ブートストラップ電流の推定値と比較される。第2高調波における常波加熱の場合にも、広い密度範囲にわたって有意な吸収が見られ、より高密度への運転パラメータ領域の拡大が可能となる。