Electron Bernstein waves are of interest for heating and current drive in spherical tokamaks where the central region of the plasma is not accessible to the ordinary and extraordinary modes. In this paper we adapt an analytical theory of current drive in toroidal geometry developed by Lin-Liu et al (2003 Phys. Plasmas10 4064) to this system. This involves taking account of the fact that the ratio of the Larmor radius to the perpendicular wavelength is not, in general, small for the Bernstein waves and also including the effects of a non-circular plasma cross section. By comparing the results with those of a full Fokker–Planck code, we demonstrate that the analytical method can yield a good approximation to the current drive efficiency in most regimes of practical interest. Since it is much less computationally demanding than using a Fokker–Planck code we suggest that it could be a useful tool for analysing experiments on Bernstein mode current drive in spherical tokamaks.
電子バーンスタイン波は、球状トカマクにおける加熱および電流駆動にとって興味深いものであり、そこではプラズマの中心領域が通常波および異常波に対してアクセス可能ではない。本論文では、Lin-Liuら（2003 Phys. Plasmas 10 4064）によって開発されたトロイダル幾何学における電流駆動の解析理論を、この系に適用する。これには、バーンスタイン波に対してはラーモア半径と垂直波長の比が一般に小さくないという事実を考慮に入れること、および非円形プラズマ断面の効果を含めることが必要である。結果を完全なフォッカー・プランクコードの結果と比較することにより、この解析手法が実用的に興味のあるほとんどの領域において電流駆動効率の良い近似を与えることを実証する。フォッカー・プランクコードを使用するよりも計算負荷がはるかに小さいため、この手法は球状トカマクにおけるバーンスタイン波モード電流駆動の実験を解析するための有用なツールとなり得ることを示唆する。