The current response of a hot magnetized plasma to a radio-frequency wave is non-local, turning the electromagnetic wave equation into an integro-differential equation. Non-local physics gives rise to wave physics and absorption processes not observed in local media. Furthermore, non-local physics alters wave propagation and absorption properties of the plasma. In this work, an iterative method that accounts for parallel non-local effects in 2D axisymmetric tokamak plasmas is developed, implemented, and verified. The iterative method is based on the finite element method and Fourier decomposition, with the advantage that this numerical scheme can describe non-local effects while using a high-fidelity antenna and wall representation, as well as limiting memory usage. The proposed method is implemented in the existing full wave solver FEMIC and applied to a minority heating scenario in ITER to quantify how parallel non-local physics affect wave propagation and dissipation in the ion cyclotron range of frequencies (ICRF). The effects are then compared to a reduced local plane wave model, both verifying the physics implemented in the model, as well as estimating how well a local plane wave approximation performs in scenarios with high single pass damping. Finally, the new version of FEMIC is benchmarked against the ICRF code TORIC.
高温磁化プラズマの高周波に対する電流応答は非局所的であり、電磁波方程式を積分微分方程式に変える。非局所的物理は、局所的媒質では観測されない波動物理および吸収過程を生じさせる。さらに、非局所的物理はプズマの波動伝播特性および吸収特性を変化させる。本研究では、2次元軸対称トカマクプズマにおける平行方向の非局所効果を考慮した反復法を開発し、実装し、検証した。この反復法は有限要要素法とフーリエ分解に基づいており、この数値手法が高忠実度のアンテナおよび壁表現を用いながら非局所効果を記述でき、かつメモリ使用量を抑えるという利点を有する。提提案手法は既存の全波ソルバーFEMICに実装され、ITERにおける少数加熱シナリオに適用され、平行方向の非局所物理がイオンサイクロトロン周波数帯（ICRF）における波動伝播および散逸にどのように影響するかを定量化する。その影響はその後、縮約された局所平面波モデルと比較され、モデルに実装された物理を検証するとともに、高い単一通過減衰を伴うシナリオにおいて局所平面波近似がどの程度よく機能するかを評価する。最後に、FEMICの新バージョンは、ICRFコードT ORICに対してベンチマークされた。