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Development of cold isostatic pressing graphite module for a heat-resistant lower hybrid current drive antenna

耐熱負荷用LHCDアンテナのためのCIPGモジュール開発

前原 直; Goniche, M.*; Kazarian, F.*; 関 正美; 池田 佳隆; 今井 剛*; Beaumont, B.*

Maebara, Sunao; Goniche, M.*; Kazarian, F.*; Seki, Masami; Ikeda, Yoshitaka; Imai, Tsuyoshi*; Beaumont, B.*

耐熱負荷用LHCDアンテナとして等方性グラファイトを用いたプラズマ対向機器用モジュール開発を行った。ステンレスフィルム,モリブデンフィルム,銅フィルムを用いてグラファイト材表面に銅コーティングを施した。モジュールは、4分割モジュールで冷却チャンネル付き、長さは206mmである。250kW(125MW/m$$^{2}$$)/700sを伝送することに成功した。この電力密度は、ITERで要求されている電界強度(5kV/cm)で定常運転を実証することができた。モジュールからの放出率は3.2-5.1$$times$$10$$^{-6}$$Pa.m$$^{3}$$/s.m$$^{2}$$ at 100$$^{circ}$$C程度で、LHCDアンテナ独自の真空排気系は不要であるとの結論に達した。本件は、日欧核融合研究協力協定(アネックスIII)に基づいて、原研とCEAカダラッシュ研究所との共同研究として実施された研究の成果を発表するものである。

Development of a plasma facing module using Cold Isostatic Pressing Graphite (CIPG) had been done for a heat-resistant LHCD antenna. A thin stainless film (10$$mu$$m), molybdenum film (10$$mu$$m) and copper film (50$$mu$$m) are laid to overlap each other on the CIPG materials, the CIPG surfaces were successfully coated with copper layer by diffusion bonding method. This module has four waveguides and a water cooling channel, the length is 206 mm. High power long pulse operation was successfully achieved up to 250 kW (125 MW/m$$^{2}$$)/700s. The module has been successfully tested at a RF power density which is equivalent, in terms of RF electric field (5kV/cm), to the one proposed for the LHCD antenna of ITER-FEAT. The outgassing rate of the copper-coated CIPG is estimated to be 3.2-5.1$$times$$10$$^{-6}$$ Pa.m$$^{3}$$/s.m$$^{2}$$ at 100$$^{circ}$$C, it is assessed that a pumping system is not required to evacuate the pressure in the LHCD antenna.

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