JT-60U LHRF加熱装置のアンテナ先端部の損傷対策

Measures against the damage of the antenna mouth of JT-60U LHRF system

石井 和宏*; 関 正美; 下野 貢; 寺門 正之; 五十嵐 浩一*; 高橋 正己*

Ishii, Kazuhiro*; Seki, Masami; Shimono, Mitsugu; Terakado, Masayuki; Igarashi, Koichi*; Takahashi, Masami*

JT-60Uでは、定常化運転を目指した開発研究の一つとして、低域混成波帯(LHRF)の高周波を用いた電流駆動の研究を行っている。その研究において、装置技術的課題は、LHRF加熱装置の重要な機器である大電力LHRFアンテナの開発である。LHRFアンテナは、効率的に高周波をプラズマに入射するために、プラズマから近い位置に置かれている。そのためLHRFアンテナは常にプラズマからの熱にさらされ、また大電力高周波の入射が要請されるため、先端部におけるプラズマからの熱負荷による溶融や高周波放電による溶融・変形が問題となっていた。その結果、プラズマへの入射パワーは徐々に減少してきた。この対策として、LHRFアンテナのエージングを行って、耐高周波電界性能の向上を図った。また、赤外線カメラによるLHRFアンテナの温度監視,LHRFアンテナ位置の調整,入射パワーを断続的に変調する電流駆動法の開発、そしてアークセンサによる高周波放電を検知して、LHRFアンテナ先端部の損傷を防止する保護対策を実施してきた。

In JT-60U, the study of current drive by radio-frequency (RF) waves in lower hybrid range of frequency (LHRF) has been done as one of research and development works aiming at steady state operation of tokamaks. The main subject of hardware and technology development in this study is to develop a high power LHRF antenna, the main component of the system. The LHRF antenna is set closely to plasma to efficiently inject RF power into it. The LHRF antenna normally receives heat loads from the plasma, and it is required to inject high RF power. Then, it has become a problem that the antenna mouth was melted by excessive heat loads from plasma or it was melted and deformed by RF discharges. As a counter measurement against this, the LHRF antenna has been conditioned to improve its stand-off voltage capability. Furthermore, by monitoring the temperature of the LHRF antenna, adjusting its position, developing a injection method of power modulation even for current drive, and setting an arc sensor which picks up the RF discharge, the damage of the antenna mouth has been suppressed.