Investigation of helicon wave heating and current drive (CD) in toroidal plasma has been carried out with the ray-tracing code GENRAY. The wave trajectories, profiles of power deposition and driven-currents are presented. It is shown that increasing the poloidal launch angle does not change the absorption rate of the wave, but moves the peak of the wave deposition toward the plasma core. Wave frequencies in the range of our interest (460 MHz ∼ 480 MHz) do not change the absorption of the wave. Under low parameter plasmas, we find that both the peak position and magnitude of the wave power deposition are dependent on the launched parallel refractive index n||. With increasing the refractive index, the driving efficiency first increases and then decreases. The parallel refractive index figure of merit for mid-plane launching in HL-2M configuration is 3.2. With high plasma parameters, both the position and magnitude of the driving current are weakly dependent on n||. The magnitude of the driven current is determined by both the absorption rate and the value of ξe, which is related to n||. It is also demonstrated that driven current increases with increase of the core plasma temperature and decrease of the core plasma density. The plasma ohmic current seems do not significantly affect the helicon CD efficiency, but moves the driven current toward the plasma core region and narrows the width of the driven current profile. In addition, the preliminary calculations including scrape-off-layer (SOL) suggest that the power absorption rate loss in SOL is about 5%–20%. These results provide a reference and theoretical basis for the design and construction of HL-2M helicon wave system.
トロイダルプラズマにおけるヘリコン波加熱と電流駆動（CD）について、光線追跡コードGENRAYを用いて研究を行った。波の軌跡、パワー吸収分布、駆動電流のプロファイルを示す。ポロイダル入射角を増加させても波の吸収率は変化しないが、パワー吸収のピークはプラズマ中心部へ移動することが明らかになった。対象とする周波数範囲（460 MHz〜480 MHz）では、吸収率は変化しない。低パラメータのプラズマでは、パワー吸収分布のピーク位置と大きさの両方が、入射平行屈折率n||に依存することが分かった。屈折率を増加させると、駆動効率は最初は増加するが、その後減少する。HL-2M配位におけるミッドプレーン入射の駆動効率の指標（figure of merit）は3.2である。高パラメータのプラズマでは、駆動電流の位置と大きさの両方がn||に弱く依存する。駆動電流の大きさは、吸収率とξe（n||に関連する量）の両方によって決定される。また、駆動電流はコアプラズマ温度の増加とともに増加し、コアプラズマ密度の減少とともに増加することが示された。オーミック電流はヘリコンCD効率に有意な影響を与えないようであるが、駆動電流をプラズマ中心部へ移動させ、その幅を狭める効果がある。さらに、スクレイプオフ層（SOL）を含む予備計算では、SOLにおけるパワー吸収損失は約5%〜20%であることが示唆された。これらの結果は、HL-2Mヘリコン波システムの設計と構築のための理論的根拠と参考を提供するものである。