JT-60SAにおける電子サイクロトロン加熱装置の検討

Design study of ECH system in JT-60SA

森山 伸一; 藤井 常幸; 関 正美; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 横倉 賢治; 下野 貢; 寺門 正之; 篠崎 信一 ; 長谷川 浩一; 平内 慎一

Moriyama, Shinichi; Fujii, Tsuneyuki; Seki, Masami; Sawahata, Masayuki; Suzuki, Sadaaki; Yokokura, Kenji; Shimono, Mitsugu; Terakado, Masayuki; Shinozaki, Shinichi; Hasegawa, Koichi; Hiranai, Shinichi

トカマク国内重点化計画と日欧が共同出資する、ITERブローダーアプローチにおけるサテライトトカマク計画の合同計画としてJT-60Uを超伝導化し、高プラズマを100秒間維持するJT-60SAの設計が行われており、これに対応した電子サイクロトロン加熱(ECH)装置の設計を進めている。現状のJT-60U用ECH装置を改造し、入射電力約3MW5秒(110GHz、4系統)を7MW100秒(110GHz4系統,140GHz5系統)に増力する。設計,製作は日欧協力で行う予定であり、新設する140GHz用の5基のジャイロトロンのうち3基を欧州が、2基を日本が担当する。新設する140GHz用の電源はすべて欧州が担当する。110GHzのジャイロトロン,電源及びすべての伝送ライン,アンテナは日本が担当する。新設する伝送ラインには、高排気コンダクタンスの大口径(63.5mm)導波管を用いる。アンテナはJT-60Uで実績のある2鏡面回転による2次元ビーム駆動式を第1候補に考えているが、核融合炉級の環境での使用に適した直線駆動式アンテナの開発も進め、その適用可能性を探る。

The JT-60SA will be an upgrade of JT-60U in a combined project of satellite tokamak in ITER broader approach and Japanese national project. The target is to sustain non-inductive current driven plasma at high b (bN=3.5-5.5) for at least 100 s. The JT-60U ECH system will be upgraded as well as the tokamak. The gyrotron power will be 9MW for 100 s. The Europe (EU) side will supply three 140GHz gyrotron systems including high voltage power supplies. Japan (JA) side will fabricate two 140GHz gyrotrons but their high voltage power supplies will be supplied by EU. The rest of the system including transmission line, antenna, 110GHz gyrotrons and their power supplies will be upgraded or fabricated by JA. The system will have four antennas having two-dimensional beam scan capability. The antennas featuring steering mirror driven in the linear motion that are suitable in a fusion-reactor-environment is under development for this purpose.