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JT-60Uにおける炭素製先端部を用いたLHアンテナのパワー入射実績

Power injection performance of the LH antenna tipped with carbon grills in JT-60U

石井 和宏; 関 正美; 篠崎 信一; 長谷川 浩一; 平内 慎一; 鈴木 貞明; 佐藤 文明; 森山 伸一; 横倉 賢治

Ishii, Kazuhiro; Seki, Masami; Shinozaki, Shinichi; Hasegawa, Koichi; Hiranai, Shinichi; Suzuki, Sadaaki; Sato, Fumiaki; Moriyama, Shinichi; Yokokura, Kenji

JT-60UのLHアンテナは、効率的に高周波(RF)をプラズマへ入力するために、プラズマと近い位置に設置され、常にプラズマと相互作用している。そのため、ステンレス鋼製のLHアンテナ先端の開口部は、プラズマからの過大な熱負荷による損傷やRF放電による損傷が発生し、問題となっていた。その対策としてLHアンテナ先端部に耐熱性に優れた炭素製グリルを取付けることにより、先端部の損傷を軽減できる耐熱化LHアンテナを開発し、プラズマへのパワー入射実験を世界で初めて行った。炭素製グリルからの放出ガスによるRF放電が懸念されたので、初期のRFコンディショニングは慎重に行い、十分な脱ガスを実施した。その結果、RF電力として16MJの入射エネルギーの達成に成功した。また、電流駆動用LHアンテナとして要求される、十分に高いプラズマ電流駆動性能(約1.6$$times$$10$$^{19}$$A/W/m$$^{2}$$)を持つことを実証した。

The lower hybrid (LH) antenna in JT-60U has interaction with plasmas because it should be close to them in order to inject effectively radio frequency (RF) power into them. As a result, it has been a serious problem that the antenna mouth made of stainless steels was damaged due to excessive heat loads of plasmas and RF breakdowns. To solve the problem, a heat-resistant LH antenna was developed tipping carbon grills with fairly high heat resistance on the antenna mouth, and therefore reduction in damages on the mouth was expected. Power injection into plasmas was firstly performed with the heat-resistant antenna. RF conditioning was done carefully in the initial phase because RF breakdown due to outgassing from the grills might be occurred. After sufficient degassing was done through RF conditioning, RF power of about 1.6 MW $$times$$ 10 sec injection was successfully injected to plasmas. Moreover it was demonstrated that it had comparably high plasma current drive capability (about 1.6 $$times$$ 10$$^{19}$$ A/W/m$$^{2}$$), required as a current drive LH antenna.

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