Development of long pulse and high power 170 GHz gyrotron

長パルス170GHzジャイロトロンの開発

坂本 慶司; 春日井 敦; 南 龍太郎; 高橋 幸司; 小林 則幸*

Sakamoto, Keishi; Kasugai, Atsushi; Minami, Ryutaro; Takahashi, Koji; Kobayashi, Noriyuki*

日本原子力研究所で行っているITER用170GHzジャイロトロン開発の最新結果を報告する。これまで、0.5MWで100秒の発振に成功したが、時間とともにビーム電流が低下する、ジャイロトロン内にもれRFが多いなどの問題が確認された。前者は、電流引出しによるヒーターの温度低下が原因であり、この対策として、ヒーターの入力を時間的にプレプログラム制御する手法を導入し電流の一定化を行った。また、後者には放射器の内面形状を、回折損失が最小となるよう数値計算にて最適化し、従来の損失を1/5に低減する設計に成功した。ビーム電流出力実験において、約1.6MWの電子ビームを1000秒間安定に制御できることを実証した。今後、実際のRFを出力させ、長時間発振を行う。

The present status of ITER gyrotron development of JAERI is reported. Up to now, we demonstrated 100 sec operation at 0.5 MW level power output. On the other hand, some issues were recognized for CW operation, i.e., the beam current decreased as pulse duration expanded. And the large amount of stray RF of 170 GHz exists in the gyrotron. Former, pre-programming control of the heater power of electron gun was introduced to keep the beam current constant. Latter, the inner surface of the radiator was optimized to minimize the diffraction, and loss was reduced by 1/5. Prior to the RF pulse extension, we tried an electron beam test without RF oscillation. As a result, the constant beam current was demonstrated up to 1000 sec.