The Tore Supra tokamak is equipped with a multi-megawatt ion cyclotron range of frequency (ICRF) system for heating and current drive. The coupling of the fast wave to the plasma, characterized by the distributed coupling resistance along the radiating straps, is a crucial issue in order to launch large RF powers.Many factors can have an effect on ICRF wave coupling. Quantitative prediction from theoretical modelling requires the knowledge of the local inhomogeneous plasma density profile in front of the antenna for running sophisticated antenna codes. In this work, we have rather followed a `global' approach, based on Tore Supra experimental results, for the parametric study of the coupling resistance. From a large data base covering seven experimental campaigns (∼2250 shots), a scaling law of the coupling resistance including the main parameters of the plasma and of the antenna configuration is established. This approach is found to be reliable for the analysis of coupling in the different scenarios: He/D2 gas filling, gas/pellets for plasma fuelling, plasma leaning on inner wall/low field side limiter, limiter/ergodic divertor configuration, minority heating/direct electron heating.From one scenario to another, a significant variation of the coefficients of the scaling law is found. The study of these variations allows to get some insight on the main physical mechanisms which influence the ICRF wave coupling in a tokamak operation, such as the wall conditioning and recycling conditions, RF sheaths or frequency.
Tore Supraトカマクは、イオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)加熱・電流駆動用の多メガワット級システムを備えている。結合抵抗に特徴づけられる、放射ストラップに沿った高速波のプラズマへの結合は、大電力RFを投入する上で極めて重要な課題である。ICRF波の結合には多くの要因が影響を及ぼし得る。理論モデリングによる定量的予測には、高度なアンテナコードを実行するための、アンテナ前方の局所的な非一様プラズマ密度の知識が必要となる。本研究では、むしろTore Supraの実験結果に基づく「グローバル」アプローチを採用し、結合抵抗のパラメトリック研究を行った。7回の実験キャンペーン(約2250ショット)にわたる大規模なデータベースから、プラズマとアンテナ配置の主要パラメータを含む結合抵抗のスケーリング則を確立した。このアプローチは、様々なシナリオにおける結合解析に信頼性があることが判明した:He/D2ガス充填、プラズマ燃料供給のためのガス/ペレット、内壁/低磁場側リミターへのプラズマ接触、リミター/エルゴディックダイバータ配位、少数イオン加熱/直接電子加熱。 シナリオが異なると、スケーリング則の係数に有意な変動が見られた。これらの変動の研究により、トカマク運転においてICRF波の結合に影響を及ぼす主要な物理メカニズム(壁調整とリサイクリング条件、RFシース、周波数など)に関する洞察を得ることができる。