Lower-hybrid current drive (LHCD) actuators are important components of modern day fusion experiments as well as proposed fusion reactors. However, simulations of LHCD often differ substantially from experimental results, and from each other, especially in the inferred power deposition profile shape. Here we investigate some possible causes of this discrepancy; 'full-wave' effects such as interference and diffraction, which are omitted from standard raytracing simulations and the breakdown of the raytracing near reflections and caustics. We compare raytracing simulations to state-of-the-art full-wave simulations using matched hot-plasma dielectric tensors in realistic tokamak scenarios for the first time. We show that differences between full-wave simulations and raytracing in previous work were primarily due to numerical and physical inconsistencies in the simulations, and we demonstrate that quantitative agreement between raytracing and converged full-wave simulations can be obtained in reactor relevant-scenarios and qualitative agreement can be obtained in situations with weak damping.
低ハイブリッド電流駆動（LHCD）アクチュエータは、現代の核融合実験および提案されている核融合炉において重要な構成要素である。しかしながら、LHCDのシミュレーションは、実験結果と大きく異なることが多く、またシミュレーション間でも互いに大きく異なることがあり、特に推定されるパワー堆積プロファイル形状において顕著である。本稿では、この不一致の考えられる原因を調査する。すなわち、標準的なレイトレーシングシミュレーションでは省略される干渉や回折などの「全波」効果、および反射やカスティック近傍でのレイトレーシングの破綻である。我々は、現実的なトカマクシナリオにおいて、整合した高温プラズマ誘電テンソルを用いた最先端の全波シミュレーションとレイトレーシングシミュレーションを初めて比較する。我々は、従来研究における全波シミュレーションとレイトレーシングの差異が、主にシミュレーションにおける数値的および物理的な不整合に起因することを示し、収束した全波シミュレーションとレイトレーシングの間で、炉心関連シナリオでは定量的な一致が得られ、弱減衰の状況では定性的な一致が得られることを実証する。