ITER用170GHz定常動作ジャイロトロンの開発

Development of 170GHz CW Gyrotron for ITER

春日井 敦; 南 龍太郎; 高橋 幸司; 小林 則幸; 坂本 慶司

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

原子力機構では、ITER用170GHzジャイロトロンの開発を精力的に継続している。長パルス化を阻害する要因として、発振に重要な役割を果たす電子ビーム電流が、動作中に徐々に減少し、それに伴い出力が減少するあるいは他の不要モードを誘起し目的の発振モードを維持できないという課題が指摘されていた。そこでこの課題を解決し、ジャイロトロンの長パルス動作を実証するために、カソードヒータの制御にプレプログラミング制御を導入し、ビーム電流を維持することを試みた。プレプログラミング制御の結果、安定なビーム電流制御に成功し、初期結果として出力200kWで、ITERで必要とされる1000秒間の安定な発振を実現するとともに、プレプログラミング制御の有効性を実証した。また、300kWの出力では500秒間の発振にも成功しており、ジャイロトロン内部の発熱/除熱は定常に達していることが確認でき、管内真空度も安定であった。今回達成した成果は出力エネルギーとしては、機構が開発したジャイロトロンの中では最大である。一方で、パルス幅はジャイロトロンの出力をダミーロードまで導くための伝送系内部の発熱により制限されたが、ジャイロトロンに搭載されているモード変換器のモード変換効率を向上させることで、伝送系内部の高周波損失も抑制することができ、1MW出力時の長パルス動作に見通しを得ている。

no abstracts in English