Lower hybrid current drive (LHCD) is an attractive option for non-inductive tokamak operation due to its high current drive efficiency and ability to drive current off axis. The parameters of the Alcator C-Mod LHCD system (f0 = 4.6 GHz, Bφ ≃ 5.5 T, ) are similar to the proposed LHCD system on ITER. This paper will describe improvements in LHCD technology on C-Mod designed to increase single-pass absorption at high , extend pulse length (to >3 s), and increase power delivered to the plasma (to ∼2 MW). Modelling of lower hybrid (LH) wave propagation indicates that the observed loss of LHCD efficiency at higher can be mitigated by enhancing the single pass power absorption through use of an off mid-plane launcher. The four rows of the launcher are located above the mid-plane (with Ip and Bφ both clockwise viewing from the top down) in order to exploit the poloidal upshift of n|| as rays propagate from the antenna into the plasma. The transmitter protection system (TPS) was redesigned to model the coolant temperature in real time and shut off the klystron beam voltage if the coolant is close to boiling. The TPS upgrade has been installed and operated on C-Mod for pulses up to 4.5 s into dummy loads and 1.0 s into the plasma. A new movable local LH launcher protection limiter was designed to reduce reflection coefficients across a wide range of launcher positions. Finally, a high power waveguide double-stub tuner is under development to provide feedback controlled load matching to reduce power reflected from the antenna under poor coupling conditions.
Lower hybrid current drive (LHCD)は、高効率な電流駆動とオフセット電流駆動が可能であることから、非誘導トカマク運転の魅力的な選択肢である。Alcator C-Mod LHCDシステムのパラメータ(f0 = 4.6 GHz、Bφ ≃ 5.5 T、)は、ITERで提案されているLHCDシステムと類似している。本論文では、高い単一通過吸収を増加させ、パルス長を延長し(>3秒超)、プラズマへの供給電力を増加させる(∼2 MWへ)ように設計されたC-ModにおけるLHCD技術の改良について述べる。Lower hybrid(LH)波伝搬のモデリングは、高で観測されたLHCD効率の低下が、ミッドプレーン外ランチャーを使用することによる単一通過電力吸収の強化によって軽減できることを示している。ランチャーの4列は、アンテナからプラズマへの光線伝搬に伴うn||のポロイダルアップシフトを利用するために、ミッドプレーンより上に配置されている(IpとBφはともに上から見て時計回り)。送信機保護システム(TPS)は、冷却水温度をリアルタイムでモデル化し、冷却水が沸騰に近い場合にクライストロンビーム電圧を遮断するように再設計された。TPSのアップグレードはC-Modに設置・運用され、ダミーロードで最大4.5秒、プラズマ中で1.0秒のパルスを実現した。広範囲のランチャー位置で反射係数を低減するために、新しい可動式局所LHランチャー保護リミッターが設計された。最後に、結合不良条件下でアンテナから反射される電力を低減するためのフィードバック制御負荷整合を提供する高出力導波管ダブルスタブチューナーを開発中である。