The effects of RF-induced transport and orbit topology of resonant ions are analysed for high power ion cyclotron resonance heating (ICRH). These effects are found to play important roles in the details of the high-energy part of the distribution function, and affect the driven current and momentum transfer to the background plasma. The finite drift orbit width broadens the power deposition and leads to losses of high-energy ions intercepted by the wall. RF-induced transport of resonant ions across magnetic flux surfaces appears due to the toroidal acceleration of resonant ions interacting with waves having a finite toroidal mode number. Heating with waves propagating parallel to the current leads to a drift of the turning points of trapped resonant ions towards the midplane. As the turning points meet, the orbits will de-trap, preferentially into co-current passing orbits, which may ultimately be displaced to the low field side of the magnetic axis. Ions with such orbits are a typical feature in plasmas heated with directed toroidal mode spectra of waves propagating parallel to the plasma current. These ions will be subjected to a strong RF diffusion partly caused by the focusing of the wave field and partly by the Doppler shifted cyclotron resonance, as it approaches tangency with the drift orbit. The resonance condition puts a limitation on the achievable energy for these ions, which is more severe than for corresponding trapped ions. This results in a rather flat tail up to a critical energy, above which the tail rapidly decays. Heating with waves propagating anti-parallel with the plasma current curtails the energy of the trapped ions due to a vertical outward drift of the turning points of the trapped ions. Heating with symmetric spectra, in particular with waves with low magnitude of the toroidal mode numbers, gives rise to high-energy trapped ions with wide orbits, of which the maximum energy is either restricted by the fact that the RF diffusion vanishes due to cancellation of the perpendicular acceleration over a gyro orbit or by the drift orbits being intercepted by the wall. In the steady state the main source for momentum transfer to the bulk plasma comes from the finite momentum of the wave for heating with asymmetric spectra. For heating with symmetric spectra the enhanced losses of high-energy trapped ions can produce a net counter-current torque on the plasma.
高パワーイオンサイクロトロン共鳴加熱（ICRH）における高エネルギーイオンの分布関数の詳細な構造に対して、RF誘起輸送と軌道トポロジーの効果が重要な役割を果たすことが見出された。これらの効果は、分布関数の高エネルギー部分だけでなく、駆動電流や背景プラズマへの運動量輸送にも影響を及ぼす。 有限なドリフト軌道幅は、パワー堆積の広がりをもたらし、壁に捕捉される高エネルギーイオンの損失を引き起こす。有限なトロイダルモード数を持つ波動と相互作用する共鳴イオンのトロイダル方向の加速により、磁気面を横切るRF誘起輸送が生じる。 プラズマ電流と平行方向に伝播する波動による加熱では、捕捉共鳴イオンの転回点がミッドプレーンに向かってドリフトする。転回点が合流すると、軌道は脱捕捉され、優先的にコ電流方向の通過軌道へと遷移する。これらのイオンは最終的に磁気軸の低磁場側へ変位する可能性がある。 このような軌道を持つイオンは、プラズマ電流と平行方向に伝播する指向性トロイダルモードスペクトルで加熱されたプラズマにおいて典型的に見られる。これらのイオンは、波動場の収束効果と、ドリフト軌道との接線条件に近づく際のドップラーシフトサイクロトロン共鳴により、強いRF拡散を受ける。 共鳴条件は、これらのイオンの到達可能な最大エネルギーに制限を課す。この制限は、対応する捕捉イオンの場合よりも厳しい。その結果、臨界エネルギーまでは比較的平坦なテールが形成され、それを超えるとテールは急速に減衰する。 プラズマ電流と反平行方向に伝播する波動による加熱では、捕捉イオンの転回点が垂直方向外側へドリフトするため、イオンのエネルギーが制限される。対称スペクトル、特に低いトロイダルモード数を持つ波動による加熱では、広い軌道を持つ高エネルギー捕捉イオンが生成される。これらのイオンの最大エネルギーは、ジャイロ軌道にわたる垂直方向加速の打ち消しによるRF拡散の消失、またはドリフト軌道の壁への捕捉のいずれかによって制限される。 定常状態において、非対称スペクトルによる加熱では、波動が持つ有限の運動量がバルクプラズマへの運動量輸送の主な源となる。対称スペクトルによる加熱では、高エネルギー捕捉イオンの損失の増大が、プラズマに正味の反電流方向トルクを生じさせる可能性がある。