It has been demonstrated that lower hybrid current drive (LHCD) systems play a crucial role for steady-state tokamak operation, owing to their high current drive (CD) efficiency and hence their capability to reduce flux consumption. This paper describes the extensive technology programmes developed for the Tore Supra (France) and the KSTAR (Korea) tokamaks in order to bring continuous wave (CW) LHCD systems into operation. The Tore Supra LHCD generator at 3.7 GHz is fully CW compatible, with RF power PRF = 9.2 MW available at the generator to feed two actively water-cooled launchers. On Tore Supra, the most recent and novel passive active multijunction (PAM) launcher has sustained 2.7 MW (corresponding to its design value of 25 MW m−2 at the launcher mouth) for a 78 s flat-top discharge, with low reflected power even at large plasma-launcher gaps. The fully active multijunction (FAM) launcher has reached 3.8 MW of coupled power (24 MW m−2 at the launcher mouth) with the new TH2103C klystrons. By combining both the PAM and FAM launchers, 950 MJ of energy, using 5.2 MW of LHCD and 1 MW of ICRH (ion cyclotron resonance heating), was injected for 160 s in 2011. The 3.7 GHz CW LHCD system will be a key element within the W (for tungsten) environment in steady-state Tokamak (WEST) project, where the aim is to test ITER technologies for high heat flux components in relevant heat flux density and particle fluence conditions. On KSTAR, a 2 MW LHCD system operating at 5 GHz is under development. Recently the 5 GHz prototype klystron has reached 500 kW/600 s on a matched load, and studies are ongoing to design a PAM launcher. In addition to the studies of technology, a combination of ray-tracing and Fokker–Planck calculations have been performed to evaluate the driven current and the power deposition due to LH waves, and to optimize the N∥ spectrum for the future launcher design. Furthermore, an LHCD system at 5 GHz is being considered for a future upgrade of the ITER Heating and Current Drive systems, with a power capability of 20 MW coupled to the plasma using a PAM launcher. An R&D programme is being conducted at CEA/IRFM to develop a BeO vacuum window which is a safety critical component of the transmission line. In addition, a mock-up of a TE10–TE30 mode converter at 5 GHz, designed for a rectangular transmission line, has been manufactured and successfully tested on Tore Supra at low RF power.
低混合同軸電流駆動（LHCD）システムは、その高い電流駆動（CD）効率と、それによるフラックス消費の低減能力により、定常状態トカマク運転において重要な役割を果たすことが実証されている。本論文では、連続波（CW）LHCDシステムを実用化するために、Tore Supra（フランス）およびKSTAR（韓国）のトカマク向けに開発された広範な技術プログラムについて述べる。Tore SupraのLHCD発振器は3.7 GHzで完全なCW対応であり、発振器においてRF出力PRF = 9.2 MWを供給し、2基の水冷ランチャーを駆動する。Tore Supraでは、最新かつ革新的な受動能動マルチジャンクション（PAM）ランチャーが、ランチャー口において設計値25 MW m−2に相当する2.7 MWを、78秒間のフラットトップ放電にわたり維持し、大きなプラズマ・ランチャー間ギャップにおいても低い反射電力を達成した。完全能動マルチジャンクション（FAM）ランチャーは、新型TH2103Cクライストロンを用いて、ランチャー口において24 MW m−2に相当する結合電力3.8 MWを達成した。PAMランチャーとFAMランチャーの両方を組み合わせることにより、2011年にはLHCD 5.2 MWおよびICRH（イオンサイクロトロン共鳴加熱）1 MWを用いて、950 MJのエネルギーを160秒間にわたり注入した。3.7 GHz CW LHCDシステムは、定常状態トカマク（WEST）計画におけるタングステン（W）環境下での重要な構成要素となる。WEST計画の目的は、関連する熱流束密度および粒子フルエンス条件下において、高熱流束部品向けITER技術を試験することである。KSTARでは、5 GHzで動作する2 MW LHCDシステムが開発中である。最近、5 GHzプロトタイプクライストロンは整合負荷において500 kW/600秒を達成し、PAMランチャーの設計に関する研究が進行中である。技術研究に加えて、将来のランチャー設計に向けてN∥スペクトルを最適化するため、光線追跡法とフォッカー・プランク計算を組み合わせた計算が実施され、LH波による駆動電流と電力堆積の評価が行われた。さらに、ITERの加熱・電流駆動システムの将来のアップグレードとして、PAMランチャーを用いてプラズマに20 MWの電力を結合する5 GHz LHCDシステムが検討されている。CEA/IRFMでは、伝送ラインの安全上重要な構成要素であるBeO真空窓の開発のための研究開発プログラムが実施されている。さらに、5 GHz用のTE10–TE30モード変換器のモックアップが矩形伝送ライン用に設計され、Tore Supraにおいて低RF電力で製造・試験に成功した。