A comparative study of X- and O-mode high field side launch for electron cyclotron heating (ECH) breakdown and startup of tokamak plasmas has been performed. It is found that X-mode power is not absorbed at the cyclotron resonance but uniquely at the upper hybrid resonance, displaced to the low field side of the cyclotron resonance. O-mode power, however, is absorbed at the cyclotron resonance as well. The displacement of the upper hybrid resonance to the low field side with O-mode launch is significantly smaller than that with X-mode launch because of the lower densities produced by O-mode launch at the same microwave power level. The result is a more central and less localized breakdown with O-mode launch. The breakdown characteristics of X- and O-mode launch are seen to affect the position of the initial plasma current centroid in the poloidal cross-section. There is a strong correlation between the initial current ramp rate and the initial plasma current position which is most likely due to the dependence of the plasma inductance, toroidal electric field and field line connection lengths on the plasma major radius. O-mode launch starts the plasma more centrally than X-mode launch and results in higher current ramp rates. X-mode startup occurs further to the low field side where current ramp rates are observed to be poor
トカマクプラズマの電子サイクロトロン加熱(ECH)による絶縁破壊および立ち上げのための、XモードおよびOモードの高磁場側入射に関する比較研究を実施した。Xモードパワーはサイクロトロン共鳴では吸収されず、サイクロトロン共鳴の低磁場側に変位した上部混成共鳴でのみ吸収されることが見いだされた。一方、Oモードパワーはサイクロトロン共鳴でも吸収される。Oモード入射における上部混成共鳴の低磁場側への変位は、同じマイクロ波パワーレベルでOモード入射により生成される密度がより低いため、Xモード入射の場合よりも有意に小さい。その結果、Oモード入射では、より中心部での、より局在化しない絶縁破壊が生じる。XモードおよびOモード入射の絶縁破壊特性は、ポロイダル断面における初期プラズマ電流中心の位置に影響を与えることが見られる。初期電流立ち上げ率と初期プラズマ電流位置との間には強い相関があり、これはおそらく、プラズマインダクタンス、トロイダル電場、および磁力線接続長のプラズマ主半径への依存性によるものである。Oモード入射はXモード入射よりも中心部でプラズマを立ち上げ、より高い電流立ち上げ率をもたらす。Xモードの立ち上げはさらに低磁場側で発生し、そこでは電流立ち上げ率が低いことが観測される。