This paper explores how the use of waves in the lower hybrid range of frequencies (LHRF) alleviates many unresolved current drive issues when launched from the high field side (HFS) of a tokamak. Efficient, robust, reliable, steady-state current drive is a requirement for a viable tokamak fusion reactor. Launching LHRF waves from the HFS opens the 'accessibility window', allowing for use of a lower parallel refractive index, , for a given plasma density and on-axis magnetic field. The lower waves damp in a region of higher temperature, resulting in increased current drive efficiency and a damping profile shifted closer to the mid-radius as compared to low field side launch. Moving the LHRF antenna to the quiescent scrape off layer on the HFS reduces the likelihood of detrimental wave scattering from density fluctuations, as well as ameliorating the plasma-material-interaction and wave coupling challenges. Additional benefits with respect to fast particle and neutron fluxes can be realized by moving to the HFS. An engineering assessment of HFS launch shows that it is feasible to implement an HFS LHRF system on existing tokamaks, with fewer hurdles anticipated for future tokamaks built with HFS antenna systems integrated in the design from the start.
本論文は、トカマクの高磁場側（HFS）から低混成周波数帯域（LHRF）の波動を入射することが、未解決の電流駆動問題の多くをどのように緩和するかを探求するものである。効率的で、堅牢かつ信頼性の高い定常電流駆動は、実現可能なトカマク核融合炉にとって必須の要件である。HFSからLHRF波動を入射することで「アクセシビリティ窓」が開かれ、与えられたプラズマ密度と軸上磁場に対して、より低い平行屈折率 の使用が可能となる。より低い の波動はより高温の領域で減衰し、その結果、電流駆動効率が向上し、減衰プロファイルは低磁場側入射と比較して中間半径により近い位置にシフトする。LHRFアンテナをHFSの静穏なスクレイプオフ層に移動することで、密度揺らぎによる有害な波動散乱の可能性が低減され、プラズマ-材料相互作用および波動結合の課題も改善される。HFSへの移動により、高速粒子および中性子束に関する追加の利点も実現できる。HFS入射の工学的評価により、既存のトカマクにHFS LHRFシステムを実装することは実現可能であり、設計当初からHFSアンテナシステムを統合して建設される将来のトカマクでは、より少ない障壁が見込まれることが示されている。