In spherical tokamaks the conventional ICR plasma heating has a number of specific features and therefore requires additional investigations. For this aim the modelling of wave propagation and absorption was performed by the 1-D code developed at the Ioffe institute. All possible mechanisms of RF absorption (cyclotron absorption at fundamental and second harmonics, TTMP, Landau) were taken into account. The calculations demonstrated the possibility of effective RF power absorption both by ions and electrons in a broad range of plasma parameters (including relative hydrogen concentration).The ICRH experiments were performed on the low aspect ratio tokamak Globus-M (R = 0.36 m, a = 0.24 m, B0 = 0.3–0.4 T, Ip = 0.15–0.25 MA, vertical elongation 1.2–2, at RF power input level up to 200 kW at frequencies of 7.5–9.2 MHz. A 12-channel neutral particle analyser measured simultaneously hydrogen and deuterium fluxes and relative concentration of ion components. In the experiment the ion temperature increases twice, but the ion heating efficiency depends on the location of the second hydrogen cyclotron harmonic and on the concentration of the light ion component. It is shown that the position of the second hydrogen harmonic in front of the antenna decreases the efficiency of the ion heating. The increase in H-concentration in deuterium target plasma from 10% up to 70% does not influence ion heating efficiency essentially but seems to increase it moderately. The first results on 1.5-D transport ASTRA Modelling are described. They are in reasonable agreement with experimental data. The electron heating was not detected in the experiment due to comparatively low absorbed power with respect to OH one.
球状トカマクにおいて、従来のICRプラズマ加熱にはいくつかの特異な特徴があり、そのため追加の調査が必要である。この目的のため、イオフィ研究所で開発された1次元コードを用いて、波動の伝播と吸収のモデリングを実施した。RF吸収のすべての可能なメカニズム(基本周波数および第二高調波におけるサイクロトロン吸収、TTMP、ランダウ減衰)を考慮した。計算により、広範囲のプラズマパラメータ(水素相対濃度を含む)において、イオンと電子の両方による効果的なRF電力吸収の可能性が実証された。ICRH実験は、低アスペクト比トカマクGlobus-M(R = 0.36 m、a = 0.24 m、B0 = 0.3–0.4 T、Ip = 0.15–0.25 MA、垂直伸長度1.2–2、RF電力入力レベル最大200 kW、周波数7.5–9.2 MHz)で実施された。12チャンネル中性粒子分析装置により、水素と重水素のフラックスおよびイオン成分の相対濃度を同時に測定した。実験ではイオン温度は2倍に増加したが、イオン加熱効率は第二水素高調波の位置に依存する。アンテナの前方における第二水素高調波の位置がイオン加熱効率を低下させることが示された。重水素標的プラズマ中のH濃度を10%から70%まで増加させても、イオン加熱効率には本質的な影響はなく、むしろ適度に増加させるように見える。1.5次元輸送ASTRAモデリングの最初の結果について述べる。これらは実験データと合理的に一致している。電子加熱は、オーミック加熱と比較して吸収電力が比較的低いため、実験では検出されなかった。