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Role of fast waves in the central deposition of lower hybrid power

J A Heikkinen, T J J Tala, T J H Pättikangas, A D Piliya, A N Saveliev, S J Karttunen1999年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

In tokamaks, lower hybrid (LH) waves are routinely used for current drive and heating of plasmas. The LH waves have two modes of propagation that are called the slow and the fast wave. Usually, the lower hybrid waves are launched as slow waves into a tokamak, but during the propagation part of the wave power can be transformed to fast waves. General characteristics of the mode transformation of slow waves to fast waves are first investigated with a simple quasitoroidal ray-tracing model. Next, the effect of mode transformed LH power on the deposition profiles in a JET-like tokamak is analysed by using the fast ray-tracing code FRTC. When the launched spectrum is at small values of the toroidal refractive index (1.6 n0 2.0), the contribution of the fast wave to the deposited power is found to be significant and responsible for most of the absorption at the centre. When n0 is large , the effect of the mode transformed fast waves is small or negligible. At modest central densities (ne0 ~ 0.5 × 1020 m-3), the contribution of the fast wave to the power deposition can be more than 50% in the plasma centre. In consequence, the significant amount of wave energy absorbed in the fast mode must be carefully taken into account in modelling LH current drive experiments in the future. At low central densities (ne0 0.3 × 1020 m-3), practically no absorption of fast waves occurs.

日本語訳

トカマクにおいて、低混成(LH)波はプラズマの電流駆動および加熱に日常的に使用されている。LH波には、低速波と高速波と呼ばれる2つの伝播モードがある。通常、低混成波はトカマク内に低速波として入射されるが、伝播の過程で波のパワーの一部が高速波に変換され得る。低速波から高速波へのモード変換の一般的な特性は、まず単純な準トロイダル光線追跡モデルを用いて調査される。次に、モード変換されたLHパワーがJET型トカマクにおける堆積プロファイルに及ぼす影響が、高速光線追跡コードFRTCを用いて解析される。入射スペクトルがトロイダル屈折率の小さな値(1.6 n0 2.0)にある場合、高速波の堆積パワーへの寄与は有意であり、中心部での吸収の大部分を担っていることが判明した。n0が大きい場合、モード変換された高速波の影響は小さいか、または無視できる程度である。中心密度が中程度(ne0 〜 0.5 × 1020 m-3)の場合、高速波のパワー堆積への寄与はプラズマ中心部で50%を超えることがあり得る。その結果、高速モードで吸収される波のパワーの相当量は、将来のLH電流駆動実験のモデリングにおいて慎重に考慮されなければならない。中心密度が低い場合(ne0 0.3 × 1020 m-3)、高速波の吸収は実質的に発生しない。

装置

jet低精度(概要文一致)

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Fusion Advanced Studies TorusLower hybrid
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