The ICRF heating experiments conducted in 1999 in the third experimental campaign on LHD are reported, with an emphasis on the optimization of the heating regime. Specifically, an exhaustive study of seven different heating regimes was carried out by changing the radiofrequency relative to the magnetic field intensity, and the dependence of the heating efficiency on H minority concentration was investigated. It was found in the experiment that both ion and electron heating are attainable with the same experimental set-up by properly choosing the frequency relative to the magnetic field intensity. In the cases of both electronheating and ion heating, the power absorption efficiency depends on the minority ion concentration. An optimum minority concentration exists in the ion heating case while, in the electron heating case, the efficiency increases with concentration monotonically. A simple model calculation is introduced to provide a heuristic understanding of these experimental results. Among the heating regimes examined in this experiment, one of the ion heating regimes was finally chosen as the optimized heating regime and various high performance discharges were realized with it.
1999年に実施された第3次LHD実験キャンペーンにおけるICRF加熱実験について、加熱方式の最適化に重点を置いて報告する。具体的には、磁場強度に対する高周波周波数を変化させることにより、7つの異なる加熱方式について網羅的な研究を実施し、加熱効率のH(水素)少数イオン濃度依存性を調べた。実験では、磁場強度に対する周波数を適切に選択することにより、同一の実験装置構成でイオン加熱と電子加熱の両方が達成可能であることが見出された。電子加熱とイオン加熱の両方の場合において、電力吸収効率は少数イオン濃度に依存する。イオン加熱の場合には最適な少数イオン濃度が存在する一方、電子加熱の場合には効率は濃度とともに単調に増加する。これらの実験結果の発見的理解を得るために、簡単なモデル計算を導入した。本実験で検討した加熱方式のうち、最終的にイオン加熱方式の1つが最適化された加熱方式として選択され、それを用いて様々な高性能放電が実現された。