Ray optics is used to model the propagation of short electromagnetic plasma waves in toroidal geometry. The new RAYCON code evolves each ray independently in phase space, together with its amplitude, phase and focusing tensor to describe the transport of power along the ray. Particular emphasis is laid on caustics and mode conversion layers, where a linear phenomenon splits a single incoming ray into two. The complete mode conversion algorithm is described and tested for the first time, using the two space dimensions that are relevant in a tokamak. Applications are shown, using a cold plasma model to account for mode conversion at the ion-hybrid resonance in the Joint European Torus.
概要： レイ光学を用いて、トロイダル形状における短波長の電磁プラズマ波の伝播をモデル化する。新しいRAYCONコードは、各光線を位相空間内で独立に発展させるとともに、その振幅、位相、集束テンソルも同時に計算し、光線に沿ったパワーの輸送を記述する。特に、焦線（コースティクス）とモード変換層に重点が置かれており、そこでは線形現象によって単一の入射光線が2つに分裂する。完全なモード変換アルゴリズムが初めて記述され、トカマクに関連する2次元空間において試験される。さらに、冷プラズマモデルを用いて、JET（ジョイント・ヨーロピアン・トーラス）におけるイオン・ハイブリッド共鳴でのモード変換を考慮した応用例が示される。