In a cylindrical, plasma-filled waveguide, the fast Alfven mode with the lowest waveguide cutoff frequency or density is the first radial m=+1 mode, where m is the azimuthal mode number. If the plasma is surrounded by a vacuum or low density region, the situation is more complicated. The dispersion properties of positive m modes are particularly sensitive to changes in the edge density profile. It is shown that, at frequencies above the ion cyclotron frequency, first radial positive m modes propagate as surface waves even in plasmas without a well-defined surface. High m>0 modes are guided along steady magnetic field lines at the plasma edge and are therefore potentially very dangerous from an edge heating point of view in ICRF experiments. The results indicate that most fast wave cavity modes, previously observed in small Tokamak devices, have been surface wave modes.
円筒形の導波管内のプラズマにおいて、最も低い遮断周波数または密度を持つ高速アルフヴェンモードは、最初の動径方向モードであるm=+1モードである。ここで、mは方位角モード数を表す。プラズマが真空または低密度領域に囲まれている場合、状況はより複雑になる。正のmモードの分散特性は、端部の密度分布の変化に特に敏感である。イオンサイクロトロン周波数以上の周波数では、明確な表面を持たないプラズマであっても、最初の動径方向の正のmモードは表面波として伝播することが示されている。m>0の高次モードは、プラズマ端部の定常磁力線に沿って導かれ、そのためICRF実験における端部加熱の観点から潜在的に非常に危険である。これらの結果は、これまで小型トカマク装置で観測された高速波キャビティモードのほとんどが、実際には表面波モードであったことを示している。