Electron–cyclotron waves are a tool commonly used in tokamaks, in particular to drive current. Their ability to drive current in a very localized manner renders them an optimal tool for MHD mode mitigation. However, such applications require high accuracy and good control of the power deposition location to efficiently target the magnetic islands. It has been indirectly observed that the suprathermal electron distribution, resulting from the wave absorption, is broader than what is expected from experimentally-constrained forward drift-kinetic modeling. The present paper explores the possibility that beam scattering through the turbulent edge of the plasma may explain this observed discrepancy. In particular, full-wave studies exhibit three beam broadening regimes, from superdiffusive to diffusive, with an intermediate regime characterized by a Lorentzian beam profile with a slightly increased full-width at half maximum with respect to the quiet plasma case. In the tokamak à configuration variable, dedicated plasma scenarios have been developed to test this hypothesis. A realistic worst-case fluctuation scenario falls into this intermediate beam broadening regime. By comparing the experimental hard x-ray emission from suprathermal electron Bremmstrahlung with the emission calculated by coupling a full-wave model to a Fokker–Planck solver, it is shown that, in the tested cases, the beam broadening is not sufficient to explain the aforementioned discrepancy between simulation and experiment and that another mechanism must play the main role in broadening the suprathermal electron distribution.
電子サイクロトロン波は、トカマクにおいて一般的に用いられるツールであり、特に電流駆動に用いられる。それらが非常に局所的な方法で電流を駆動する能力は、MHDモードの緩和に最適なツールであることを意味する。しかしながら、そのような応用は、磁気島を効率的に標的とするために、電力沈着位置の高精度と良好な制御を必要とする。波の吸収から生じる超熱電子分布が、実験的に制約されたフォワードドリフト運動論的モデリングから予測されるものよりも広いことが、間接的に観測されている。本論文は、プラズマの乱流周辺部を通るビーム散乱がこの観測された不一致を説明する可能性を探る。特に、全波解析は、超拡散的から拡散的までの三つのビーム広がりレジームを示し、中間レジームは、静穏プラズマの場合と比較してわずかに増加した半値全幅を持つローレンツ型ビームプロファイルによって特徴づけられる。トカマク・ア・コンフィギュラシオン・バリアブルでは、この仮説を検証するための専用のプラズマシナリオが開発されてきた。現実的な最悪ケースの揺動シナリオは、この中間のビーム広がりレジームに該当する。超熱電子の制動放射からの実験的硬X線放出を、全波モデルをフォッカー–プランクソルバーに結合して計算された放出と比較することにより、試験されたケースでは、ビーム広がりは前述のシミュレーションと実験の間の不一致を説明するのに十分ではなく、別のメカニズムが超熱電子分布を広げる主な役割を果たさなければならないことが示される。