For electron cyclotron current drive (ECCD) on burning plasmas in DEMOs a short millimeter wave is launched toward the plasma in the form of oblique O mode. The wave propagates to a target location and deposits its power into suprathermal electrons via a fundamental electron cyclotron (EC) resonance, generating a current. When the profiles of the target plasma are given, the problem is to find appropriate wave frequency , launcher location and launching angles to realize efficient ECCDs at target radii. We address this issue for a JA DEMO plasma as a test case. The angular toroidal wave number keeps constant during wave propagation and the parallel wave number is given by in good approximation. For each pair of and , we calculate the local wave damping rate and current drive efficiency at the fundamental and second EC resonances separately and make mappings of these quantities on the poloidal cross section. Information in these mappings is integrated into one chart. Any wave trajectory can be sorted by a pair of and and a series of integrated charts over and provides an overview of ECCDs in the target plasma. Guided by this overview, we search for appropriate pairs of and , and wave propagation paths to realize efficient ECCDs with negligible power consumption by second harmonic resonance on the way to the target locations at various radii. Thus, we find a number of pairs of and with appropriately adjusted propagation paths to design the wave launching system.
DEMOにおける燃焼プラズマに対する電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)では、短ミリ波が斜めOモードの形でプラズマに向けて入射される。波は目標位置まで伝播し、基本電子サイクロトロン(EC)共鳴を介して超熱電子にパワーを堆積して電流を生成する。対象プラズマのプロファイルが与えられると、問題は、目標半径において効率的なECCDを実現するための適切な波周波数 、ランチャー位置、および入射角度を見つけることである。我々はこの課題を、テストケースとしてJA DEMOプラズマに対して扱う。角トロイダル波数 は波動伝播中一定を保ち、平行波数は良好な近似で によって与えられる。各 と のペアについて、基本EC共鳴と第2EC共鳴のそれぞれで局所波動減衰率と電流駆動効率を計算し、これらの量のマッピングをポロイダル断面上に作成する。これらのマッピングの情報は1つのチャートに統合される。任意の波動軌道は と のペアによって分類でき、 と にわたる一連の統合チャートは、対象プラズマにおけるECCDの概要を提供する。この概要に導かれ、我々は、様々な半径の目標位置への途中で第2高調波共鳴による電力消費が無視できる効率的なECCDを実現するための適切な と のペアおよび波動伝播経路を探索する。このようにして、波動入射システムを設計するために適切に調整された伝播経路を伴う と のペアを多数見いだす。