Performance and development of heating and current drive systems in JT-60U

JT-60Uにおける加熱及び電流駆動装置の達成性能と開発

藤井 常幸; 春日井 敦; JT-60チーム

Fujii, Tsuneyuki; Kasugai, Atsushi; JT-60 Team

高性能プラズマを実現するための鍵はプラズマ中の電流,圧力,回転分布の制御である。そのために、JT-60Uには、ECH, LH, ICHのRF装置,正及び負イオン源のNBI装置が導入されて来た。出力1MWのジャイロトロンを使用して、110GHzで合計出力4MWのECH 装置を開発している。SiC製のRF吸収体を内蔵することで、ジャイロトロン内で発生する寄生発振を抑制し、設計値のジャイロトロン出力1MW, 5秒を達成した。さらに、このジャイロトロンはアノード電圧を可変調整でき、発振パラメータ領域を広くとれるため、より高い出力パワーが期待できる。NBI装置では、負イオン源NBIが400kVのビームエネルギーで5.8MWの入射を、正イオン源NBIは28MWの入射を実現している。負イオン源NBI装置の開発において、空間電荷効果を含む多ビーム束の収束に関する詳細な研究を行った。その結果、2.6MW, 10秒の入射を達成した。

The key factors to realize highly integrated performance plasma performances are control of profiles of current, pressure, rotation and so on. Therefore, several types of heating and current drive systems, ECH, LH, ICH, negative and positive ion based NBI systems, have been introduced into JT-60U. The ECH system with output power 4MW at 110 GHz has been developed using four 1 MW gyrotrons. The gyrotron has achieved 1MW-5sec output of the designed value by suppressing the parasitic oscillation with SiC RF absorber built-in. This gyrotron may get higher output power because it can adjust the anode voltage and extend the range of oscillation parameters. The NBI system has been attained 5.8 MW at 400 kV of beam energy with the negative ion based one and 28 MW with the positive ion based one. In a development work of the negative ion based NBI system, a detailed study on beamlet steering for multi-beam focusing was done, including of the space charge effects among beamlets. Then, 2.6 MW for 10s has been achieved.