The RF properties of the four ion cyclotron range of frequencies (ICRF) antennas in the ASDEX Upgrade tokamak are characterized in H-mode magnetically perturbed 3D discharges. An n = 2 magnetic perturbation (MP) field is applied and rigidly rotated, which allows diagnosing the separatrix displacement and consequent coupling change. We find the antenna loading resistance to be coherently modified by the resulting non-axisymmetric plasma equilibria, thus becoming a function of the applied MP field poloidal mode spectra. We perform a detailed statistical analysis, which correlates the change in loading resistance to the fast wave R-cutoff layer movements. From it, a 1D scaling is derived that differs from previous studies evaluated in pure axisymmetric plasma conditions. This experimentally derived scaling is used to predict the average loading resistance change of the ITER ICRF antenna under applied MPs. ICRF coupling simulations using measured 1D density profiles are performed with the RAPLICASOL code, in order to investigate the predictive capabilities of numerical state of the art tools. We find that both 1D conventional scaling laws and 1D numerical simulations fail to capture the 3D physics, and can substantially overestimate the measured loading resistance change up to a factor of ∼3.
ASDEXアップグレードトカマクにおける4つのイオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)アンテナの特性は、Hモードの磁場摂動を伴う3次元放電において評価された。n = 2の磁場摂動(MP)が印加され、剛体回転されることにより、セパラトリクスの変位とそれに伴う結合変化の診断が可能となる。アンテナの実効抵抗は、結果として生じる非軸対称プラズマ平衡によってコヒーレントに変調され、印加されたMP場のポロイダルモードスペクトルの関数となることが見出された。実効抵抗の変化と高速波のRカットオフ層の移動との相関を詳細に統計解析した。その結果から、純粋な軸対称プラズマ条件で評価された従来の研究とは異なる1次元スケーリング則が導出された。この実験的に導出されたスケーリング則は、MP印加下におけるITERのICRFアンテナの平均実効抵抗変化の予測に用いられた。さらに、測定された1次元密度プロファイルを用いたICRF結合シミュレーションがRAPLICASOLコードにより実施され、最新の数値計算手法の予測能力が検証された。その結果、従来の1次元スケーリング則と1次元数値シミュレーションの両方が3次元物理を捉えきれておらず、測定された実効抵抗変化を最大で約3倍過大評価することが明らかとなった。