The power deposition profiles during minority ion cyclotron heating are analysed in large tokamaks by using the global, toroidal wave code LION. For tokamaks with large aspect ratio and with circular cross-section, the wave is focused on the magnetic axis and can be absorbed there by cyclotron absorption when the cyclotron resonance passes through the magnetic axis. The power deposition profile is then essentially determined by the Doppler broadening of the ion cyclotron resonance. For equilibria either non-circular or with a small aspect ratio the power deposition profile depends also on the strength of the damping. In this case the power deposition profile can be expressed as a sum of two power deposition profiles. One is related to the power absorbed in a single pass, and its shape is similar to that obtained for large aspect ratio and circular cross-section. The other profile is obtained by calculating the power deposition in the limit of weak damping, in which case the wave electric field is almost constant along the cyclotron resonance layer. A heuristic formula for the power deposition is given. The formula includes a number of calibration curves and functions which has been calculated with the LION code for JET relevant equilibria. The formula enables calculation of the power deposition profile in a simple way when the launched wave spectrum and damping coefficients are known.
大型トカマクにおける少数イオンサイクロトロン加熱中のパワー堆積分布を、大域的トロイダル波動コードLIONを用いて解析する。アスペクト比が大きく円形断面を持つトカマクでは、波動は磁気軸に集束され、サイクロトロン共鳴が磁気軸を通過する際にそこでサイクロトロン吸収によって吸収され得る。パワー堆積分布は、その場合、イオンサイクロトロン共鳴のドップラー広がりによって本質的に決定される。非円形断面または小さなアスペクト比を持つ平衡配位では、パワー堆積分布は減衰の強さにも依存する。この場合、パワー堆積分布は2つのパワー堆積分布の和として表現できる。1つは単一通過で吸収されるパワーに関連し、その形状はアスペクト比が大きく円形断面の場合に得られるものと類似している。もう1つの分布は、弱減衰の極限におけるパワー堆積を計算することによって得られ、その場合、波動電場はサイクロトロン共鳴層に沿ってほぼ一定である。パワー堆積に関する経験式が与えられる。この式は、JETに関連する平衡配位に対してLIONコードで計算された多数の較正曲線と関数を含む。この式により、入射波動スペクトルと減衰係数が既知であれば、パワー堆積分布を簡便に計算することが可能となる。