AbstractThe aim of the beam tracing technique is to include in the description of short-wavelength electromagnetic wave beams the effects of diffraction, which are neglected by the standard ray tracing method, but can play a significant role in focused or collimated wave beams. Beam tracing is, from a physical point of view, very close to other similar approaches, such as the parabolic equation and the complex eikonal description. In the beam tracing method, however, the problem is greatly simplified, since the full wave equation is reduced to a set of ordinary differential equations that describe the behaviour of the beam axis, the width of the beam and the curvature of the wave front. The propagation of an electromagnetic wave beam in a simplified (slab) geometry can be studied analytically. These calculations allow investigation of situations in which the role of diffraction becomes significant, and clarification of the basic mathematical features of the formalism. In order to solve the problem for realistic plasma geometries and arbitrary launching conditions for the wave beam, a numerical approach is necessary. A new code is presented, in which the beam tracing equations are integrated. Examples of absorption and current drive profiles are shown for RTO/RC ITER.
ビームトレーシング法の目的は、短波長の電磁波ビームの記述に、標準的な光線追跡法では無視されるが、集束またはコリメートされた波動ビームにおいて重要な役割を果たし得る回折の効果を含めることである。ビームトレーシングは、物理的な観点からは、放物型方程式や複素アイコナール表示などの他の類似の手法と非常に近い。しかしながら、ビームトレーシング法では、完全な波動方程式が、ビーム軸の挙動、ビームの幅、波面の曲率を記述する一連の常微分方程式に帰着されるため、問題は大幅に簡略化される。単純化された（スラブ）幾何学における電磁波ビームの伝搬は、解析的に調べることができる。これらの計算により、回折の役割が重要になる状況を調査し、形式の基本的な数学的特徴を明らかにすることができる。現実的なプラズマ形状と波動ビームの任意の入射条件の問題を解くためには、数値的アプローチが必要である。ビームトレーシング方程式を積分する新しいコードを提示する。RTO/RC ITERに対する吸収と電流駆動のプロファイルの例を示す。