Ion Bernstein wave (IBW) heating at ion cyclotron half-harmonic frequencies was performed in hydrogen (H) discharges in the WT-3 tokamak. The bulk ion temperature increase was measured by a charge exchange analyser and a spatially scanning polychrometer. The latter diagnostics can provide radial ion-temperature profiles. The incremental ion temperature has shown a peak at the exact location where the IBW frequency omega equals 3/2 of the ion cyclotron frequency, indicating the nonlinear direct acceleration of H ions. The wave electric field was measured by a Langmuir probe in the scrape-off layer. The electric field at the second harmonic of the excited IBW frequency was observed to vary depending on the power level and the toroidal magnetic field. These experimental results are compared with the theoretical prediction of nonlinear IBW damping. The measured dependences of the ion heating and the wave amplitude at 2 omega on the toroidal magnetic field are in reasonable agreement with the prediction.
WT-3トカマクにおいて、水素(H)放電中でイオン・バーンシュタイン波(IBW)加熱をイオン・サイクロトロン半高調波周波数で実施した。バルクイオン温度の上昇は、電荷交換分析器と空間走査型ポリクロメータにより測定された。後者の診断装置により、径方向のイオン温度分布を得ることができる。増分イオン温度は、IBW周波数ωがイオン・サイクロトロン周波数の3/2倍に正確に一致する位置でピークを示し、これはHイオンの非線形直接加速を示している。波動電場は、スクレープオフ層においてラングミュアプローブにより測定された。励起されたIBWの第2高調波周波数における電場は、電力レベルとトロイダル磁場に依存して変化することが観測された。これらの実験結果は、IBWの非線形減衰の理論的予測と比較された。2ωにおけるイオン加熱と波動振幅のトロイダル磁場依存性は、理論的予測と良好な一致を示した。