Electron cyclotron resonance heating (ECRH) can drive large current densities through electron cyclotron current drive (ECCD). ECCD is expected to be crucial for high-performance plasmas in future fusion reactors like ITER and DEMO, making the current drive efficiency of ECCD a critical design parameter for future reactors. In present-day devices, good agreement between measured and predicted current drive efficiency has been found. However, to ensure the reliability in future machines, a direct validation of the electron momentum distribution function is needed.As a first step towards this goal, we present in this paper oblique electron cyclotron emission (ECE) measurements of a low-density plasma in the ASDEX Upgrade tokamak. Two oblique ECE diagnostics are used to allow the simultaneous measurements of electrons streaming co- and counter-directionally with the plasma current. Predictions for the distribution function are computed with the bounce-averaged Fokker-Planck code RELAX.9To allow direct comparison with the measurements, synthetic radiation temperatures are computed with the code ECRad.10Good agreement is found if radial transport occurring predominantly at low electron energies is included.We demonstrate that oblique ECE diagnostics measure the electron distribution function directly at the ECRH deposition site in phase space. Furthermore, they are sensitive to the abundance of pitch-angle scattered electrons that reduce the ECCD efficiency. Limitations and uncertainties of the measurements and the modeling are discussed.
電子サイクロトロン共鳴加熱（ECRH）は、電子サイクロトロン電流駆動（ECCD）を通じて大きな電流密度を駆動することができる。ECCDは、ITERやDEMOのような将来の核融合炉における高性能プラズマにとって極めて重要であると期待されており、ECCDの電流駆動効率は将来の炉にとって重要な設計パラメータとなっている。現在の装置では、測定された電流駆動効率と予測値との間に良好な一致が見られている。しかしながら、将来の装置における信頼性を確保するためには、電子運動量分布関数の直接的な検証が必要である。この目標に向けた第一歩として、本論文では、ASDEX Upgradeトカマクにおける低密度プラズマの斜め電子サイクロトロン放射（ECE）測定を提示する。2つの斜めECE診断を用いて、プラズマ電流と同方向および逆方向に流れる電子を同時に測定する。分布関数の予測は、バウンス平均化されたフォッカー・プランクコードRELAXを用いて計算される。9合成放射温度を測定値と直接比較するために、コードECRCを用いて計算する。10低エネルギー電子において主に発生する半径方向輸送を含めた場合、良好な一致が見られる。我々は、斜めECE診断が、位相空間におけるECRH堆積位置で電子分布関数を直接測定することを実証する。さらに、これらの診断は、ECCD効率を低下させるピッチ角散乱電子の存在量に敏感である。測定およびモデリングの限界と不確実性について議論する。