Electromagnetic waves with ordinary polarization, propagating almost perpendicularly to the magnetic field in a tokamak with random density fluctuations, are investigated numerically. The fluctuations are assumed to be located mainly at the plasma edge, as is appropriate for drift wave type fluctuations. The wave propagation in this fluctuating plasma is described in the limit of geometrical optics by a ray tracing code. Even low levels of relative density fluctuations (around 1%) result in significant scattering of the incoming wave beam. The variations in the wave intensity are investigated by analysing the relative dispersion of rays. Caustic formation is demonstrated in localized regions, where the amplitude predictions based on geometrical optics break down. A statistical analysis of the results is performed by tracing many rays for a wide range of fluctuation parameters and subsequently averaging the ray trajectories. The results may be relevant to tokamak plasma heating experiments and current generation schemes. Analytical results for the statistics of the ray propagation are presented for simplified geometries.
電磁波の常偏波が、ランダムな密度揺らぎを有するトカマク内を磁場に対してほぼ垂直に伝播する問題を数値的に調べた。揺らぎは主にプラズマ周辺部に局在すると仮定したが、これはドリフト波型の揺らぎに適した仮定である。この揺らぎを持つプラズマ中の波動伝播は、幾何光学の極限における光線追跡コードによって記述される。相対密度揺らぎのレベルが低い場合（約1%）でも、入射波ビームの有意な散乱が生じることが示された。波動強度の変動は、光線の相対分散を解析することによって調べた。幾何光学に基づく振幅予測が破綻する領域において、焦線の形成が局所的に実証された。結果の統計解析は、広範囲の揺らぎパラメータに対して多数の光線を追跡し、その後光線軌道を平均化することによって行われた。これらの結果は、トカマクのプラズマ加熱実験や電流駆動方式に関連する可能性がある。簡略化された幾何形状に対する光線伝播の統計に関する解析的結果も提示される。