As a result of certain experimental observations, interest in the bootstrap current arising from neoclassical transport in tokamaks has increased recently. In this study, the bootstrap current is calculated for a number of radiofrequency (RF) current driven tokamaks. Two-dimensional, self-consistent, steady state tokamak MHD equiJibria are obtained by including both the transport driven bootstrap current and the externally driven RF current. Self-consistency is accomplished by iterating the two-dimensional MHD equilibrium calculation and the current calculation (including bootstrap current and RF ray tracing). The parameter Γ = 1 −(γ/γB) is defined as a measure of the RF current drive power reduction achieved when bootstrap currents are included in the calculation (γ = e R0I/PCD is the current drive efficiency without the benefit of bootstrap current and γB = eR0I/PCD is the higher efficiency obtained when bootstrap effects are included). For INTOR-type reactor parameters with e = (0.7−1.4) × 1020 m−3, Γ ≈ 0.4−0.9 (40-90% reduction of RF power) is obtained. Calculations for other reactor parameters of interest are also carried out. It is found that for reactor-grade plasmas, the bootstrap current contribution to the toroidal current is, in general, important. In some cases, it is even found that the bootstrap current density locally exceeds the required current density of the initial target equilibrium. An approximate scaling law for P, based on the parametric survey performed, is also obtained.
特定の実験的観測の結果として、トカマクにおける新古典輸送から生じるブートストラップ電流への関心が最近高まっている。本研究では、高周波（RF）電流駆動トカマクのいくつかについて、ブートストラップ電流を計算する。輸送駆動のブートストラップ電流と外部駆動のRF電流の両方を含めることにより、二次元の自己無撞着な定常状態トカマクMHD平衡を得る。自己無撞着性は、二次元MHD平衡計算と電流計算（ブートストラップ電流とRF光線追跡を含む）を反復することによって達成される。パラメータ Γ = 1 −(γ/γB) は、計算にブートストラップ電流を含めた場合に達成されるRF電流駆動電力の低減の尺度として定義される（γ = eR0I/PCD はブートストラップ電流の利点がない場合の電流駆動効率であり、γB = eR0I/PCD はブートストラップ効果を含めた場合に得られるより高い効率である）。INTOR型パラメータ（e = (0.7−1.4) × 10^20 m^-3）に対して、Γ ≈ 0.4−0.9（RF電力の40-90%低減）が得られる。関心のある他のパラメータについての計算も実行される。炉級プラズマでは、トロイダル電流に対するブートストラップ電流の寄与が一般に重要であることが見出される。いくつかの場合では、ブートストラップ電流密度が初期目標平衡の要求電流密度を局所的に超えることさえ見出される。実行されたパラメトリック調査に基づく、P に対する近似スケーリング則も得られる。