Ray tracing analysis of slow wave heating in the ion cyclotron range of frequencies in Uragan-3M torsatron

Abstract

Ray tracing analysis of slow waves (SW) propagation and absorption was used to obtain a qualitative description of ICRF heating by Frame-Type Antenna (FTA) in Uragan-3M torsatron. These issues were studied using ray code “RayU3” which takes into account real torsatron geometry. The dependences of SW propagation and absorption on the plasma density, temperature and the antenna location are determined. Calculated profiles of absorbed RF power depending on boundary temperature for a set of rays are also presented.

Распространение и поглощение медленной волны (МВ) в плазме торсатрона Ураган-3М было исследовано методом лучевых траекторий. Целью работы было получение качественной картины нагрева плазмы за счёт возбуждения МВ рамочной антенной. Для этого был использован лучевой код “RayU3”, который выполняет расчёты в реальном магнитном поле торсатрона. Представлены зависимости распространения и поглощения МВ от плотности и температуры плазмы, а также положения места старта лучей на антенне. Также приведены профили поглощённой ВЧ-мощности, просуммированной по лучам, в зависимости от температуры приграничной плазмы.

Поширення та поглинання повільної хвилі (ПХ) в плазмі торсатрона Ураган-3М було досліджено методом променевих траєкторій. Метою роботи було отримання якісної картини нагрівання плазми за рахунок збудження ПХ рамковою антеною. Для цього було використано променевий код “RayU3”, що виконує розрахунки в реальному магнітному полі торсатрона. Наведено залежності поширення та поглинання ПХ від густини та температури плазми, а також від місця старту променів на антені. Також обчислено профілі ВЧ-потужності, що поглинається плазмою, підсумованій по багатьом променям, в залежності від температури периферійної плазми.