Electron cyclotron resonance heating (ECRH) has become an attractive technique in today's fusion experiments not only as a heating mechanism but also as a diagnostic tool and a way to induce controllable currents through electron cyclotron current drive (ECCD). In this paper we show, using ray tracing simulations, how one can address all these issues with the ECRH system designed for the TJ-II stellarator. This ECRH set up consists of two 500 kW gyrotrons at f = 53.2 Ghz coupled to the plasma through two quasi-optical transmission lines, placed at two stellarator symmetric positions, and equipped with an internal steerable mirror. Using the three-dimensional (3D) Hamiltonian ray tracing code, TRECE, almost full single-pass absorption with localized power deposition is found for both on- and off-axis heating for any magnetic configuration. The simulations also show that it is possible to induce an appreciable ECCD despite the small oblique incidence angles attainable with the movable mirrors because of the rapid variation of the magnetic field direction and strength with the toroidal angle in TJ-II.
電子サイクロトロン共鳴加熱（ECRH）は、今日の核融合実験において、加熱手段としてだけでなく、診断ツールとして、また電子サイクロトロン電流駆動（ECCD）による制御可能な電流を誘起する方法としても魅力的なものとなっている。本論文では、TJ-IIステラレータ用に設計されたECRHシステムを用いて、これらの課題にどのように対処できるかを、光線追跡シミュレーションを用いて示す。このECRHシステムは、2基の500kWジャイロトロン（周波数f = 53.2GHz）から構成され、2本の準光学伝送ラインを介して、トロイダル方向に対称な2箇所に配置されたステラレータプラズマへ結合される。各伝送ラインには内部可動ミラーが装備されている。3次元ハミルトニアン光線追跡コードTRECEを用いたシミュレーションにより、任意の磁気配位において、オン軸およびオフ軸加熱の両方で、ほぼ完全な単一通過吸収と局所的なパワー堆積が達成されることが示された。さらに、TJ-IIでは磁場方向と強度がトロイダル角に伴って急激に変化するため、可動ミラーによって達成可能な小さな斜め入射角であっても、有意なECCDを誘起できることがシミュレーションによって示された。