AbstractA large helical device (LHD) experiment began at the end of March 1998. Fundamental and second harmonic electron cyclotron heating (ECH) are used as a plasma production and heating method with six gyrotrons whose frequencies are 82.6/84 and 168 GHz, respectively. Up to 0.9 MW power has been injected in LHD with long distance corrugated waveguide transmission systems. The maximum pulse width is achieved to 3.0 s/240 kW for the LHD experiments. Six antenna systems have been prepared at the horizontally and vertically elongated poloidal sections. The maximum stored energy using all six gyrotrons is 70 kJ at the averaged density of n̄e=4×1018 m−3. The maximum central electron temperature Te0=3.5 keV is achieved at n̄e=3×1018 m−3. The magnetic field structure in heliotron type devices like LHD, notably near the coil, is complicated. For this oblique injection, a wave is launched from the antenna, and then crosses the plasma in the complex field structure near the coil. The polarization ellipse of the wave is changed along the ray-path. The wave propagation in heliotron type devices has been analyzed in an ideal case that the magnetic field component along the propagation direction can be neglected. Even for perpendicular injection with our antenna systems, the field component along the propagation direction is not so small. Another treatment of the wave-propagation is introduced. Some calculations for the heating scenario with this treatment are shown.
大型ヘリカル装置（LHD）実験は1998年3月末に開始された。基本波および第二高調波の電子サイクロトロン加熱（ECH）は、それぞれ82.6/84 GHzおよび168 GHzの周波数を有する6基のジャイロトロンを用いたプラズマ生成・加熱方式として採用されている。LHDでは、長距離コルゲート導波管伝送系を介して最大0.9 MWの電力が入射されている。最大パルス幅は、LHDにおいて240 kWで3秒間達成されている。水平・垂直方向に延伸されたポロイダル断面を有する6基のアンテナシステムが準備されている。全6基のジャイロトロンを使用した場合の最大蓄積エネルギーは、平均密度n̄e=4×10¹⁹ m⁻³において70 kJである。最大中心電子温度Te0=3.5 keVは、n̄e=3×10¹⁹ m⁻³において達成されている。ヘリオトロン型装置、特にLHDにおける磁場構造は、コイル近傍では複雑である。斜め入射の場合、波はアンテナから発射され、コイル近傍の複雑な磁場構造の中を伝播する。波動の偏光楕円は、伝播経路に沿って変化する。ヘリオトロン型装置における波動伝播は、伝播方向に沿った磁場成分を無視できる理想的な場合について解析されている。しかし、垂直入射であっても、我々のアンテナシステムでは伝播方向に沿った磁場成分はそれほど小さくない。本論文では、この波動伝播に対する別の取り扱いを紹介し、この取り扱いを用いた加熱シナリオの計算結果を示す。