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The 110-GHz electron cyclotron range of frequency system on JT-60U; Design and operation

JT-60Uにおける110GHz電子サイクロトロン周波数加熱装置; 設計と運転

池田 佳隆; 春日井 敦; 森山 伸一; 梶原 健*; 関 正美; 恒岡 まさき*; 高橋 幸司; 安納 勝人; 濱松 清隆; 平内 慎一; 池田 幸治; 今井 剛; 坂本 慶司; 下野 貢; 篠崎 信一; 寺門 正之; 山本 巧; 横倉 賢治; 藤井 常幸

Ikeda, Yoshitaka; Kasugai, Atsushi; Moriyama, Shinichi; Kajiwara, Ken*; Seki, Masami; Tsuneoka, Masaki*; Takahashi, Koji; Anno, Katsuto; Hamamatsu, Kiyotaka; Hiranai, Shinichi; Ikeda, Yukiharu; Imai, Tsuyoshi; Sakamoto, Keishi; Shimono, Mitsugu; Shinozaki, Shinichi; Terakado, Masayuki; Yamamoto, Takumi; Yokokura, Kenji; Fujii, Tsuneyuki

JT-60Uにおける局所加熱と電流駆動を目的として、電子サイクロトロン周波数(ECRF)加熱装置を設計,開発し、運転を行った。周波数は、弱磁場側からの基本波Oモードを入射する110GHzを採用した。本システムは、単管出力1MWレベルのジャイロトロンを4本,その大電力を伝送する4本の伝送系,さらに2基のアンテナから構成される。エネルギー回収機構とダイヤモンド出力窓が、ジャイロトロンの特徴である。エネルギー回収機構を利用するとともに、その発振動作を考慮して高圧電源の改造を行うことにより、主電源が一定電圧制御の無いJT-60高周波加熱設備においてもジャイロトロンの発振を可能とした。またダイヤモンド出力窓の採用により、伝送系の伝搬モードに効率よく変換できる出力モードを実現し、低損失導波管の採用とあわせ、60mの長距離伝送においても約75%の高効率伝送を実現した。2基のアンテナは、高周波の入射方向をプラズマ放電中に制御可能であり、これにより局所的な加熱/電流分布制御を実現した。2000年には3系統によりプラズマ総入射パワー1.5~1.6MW,3秒までの運転を行い、電子温度15keVの達成や、MHD制御等の実験に用いられた。2001年には4系統のシステムが完成し、約3MWレベルの運転が実施された。

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分野:Nuclear Science & Technology

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