Absorption of ion-cyclotron range of frequencies waves at the fundamental resonance is an efficient source of plasma heating and fast ion generation in tokamaks and stellarators. This heating method is planned to be exploited as a fast ion source in the Wendelstein 7-X stellarator. The work presented here assesses the possibility of using the newly developed three-ion species scheme (Kazakov et al (2015) Nucl. Fusion55 032001) in tokamak and stellarator plasmas, which could offer the capability of generating more energetic ions than the traditional minority heating scheme with moderate input power. Using the SCENIC code, it is found that fast ions in the MeV range of energy can be produced in JET-like plasmas. The RF-induced particle pinch is seen to strongly impact the fast ion pressure profile in particular. Our results show that in typical high-density W7-X plasmas, the three-ion species scheme generates more energetic ions than the more traditional minority heating scheme, which makes three-ion scenario promising for fast-ion confinement studies in W7-X.
基本共鳴におけるイオンサイクロトロン周波数帯の波動の吸収は、トカマクおよびステラレーターにおけるプラズマ加熱と高速イオン生成の効率的な源である。この加熱方法は、Wendelstein 7-Xステラレーターにおける高速イオン源として利用される計画である。本稿で提示する研究は、トカマクおよびステラレータープラズマにおいて、新たに開発された三イオン種スキーム（Kazakov et al (2015) Nucl. Fusion55 032001）を用いる可能性を評価するものであり、このスキームは、適度な入力電力で従来の少数種加熱スキームよりも高エネルギーのイオンを生成する能力を提供し得る。SCENICコードを用いることにより、JET類似プラズマにおいてMeV領域のエネルギーの高速イオンが生成され得ることが見出された。特に、RF誘起粒子ピンチが高速イオン圧力分布に強く影響を及ぼすことが見出された。我々の結果は、典型的な高密度W7-Xプラズマにおいて、三イオン種スキームが従来の少数種加熱スキームよりも高エネルギーのイオンを生成することを示しており、これにより三イオン種シナリオはW7-Xにおける高速イオン閉じ込め研究にとって有望である。