Design of electron cyclotron heating and current drive system of ITER

ITERの電子サイクロトロン加熱電流駆動装置の設計

小林 則幸; Bigelow, T.*; Bonicelli, T.*; Cirant, S.*; Denisov, G.*; Heidinger, R.*; Henderson, M.*; Hogge, J.-P.*; Piosczyk, B.*; Ramponi, G.*; Rao, S. L.*; Rasmussen, D.*; Saibene, G.*; 坂本 慶司; 高橋 幸司; Temkin, R. J.*; Thumm, M.*; Tran, M. Q.*; Verhoeven, A. G. A.*; Zohm, H.*

Kobayashi, Noriyuki; Bigelow, T.*; Bonicelli, T.*; Cirant, S.*; Denisov, G.*; Heidinger, R.*; Henderson, M.*; Hogge, J.-P.*; Piosczyk, B.*; Ramponi, G.*; Rao, S. L.*; Rasmussen, D.*; Saibene, G.*; Sakamoto, Keishi; Takahashi, Koji; Temkin, R. J.*; Thumm, M.*; Tran, M. Q.*; Verhoeven, A. G. A.*; Zohm, H.*

2001年工学設計活動終了以降、電子サイクロトロン加熱電流駆動装置の設計は、物理的理解の進みや取り合い条件変更に従い、変化してきた。定格20MWの高周波電力を4台の上部ランチャー又は1台の水平ランチャーにより入射する。どちらのランチャーも、高周波ビームの広い入射角度変化が必要なため、ランチャー先端近くに回転ミラーを置く方式を用いる。高周波ビームの変調と3極が供給する170GHzジャイロトロンに対応する自由度を考慮し、IGBTによるパルスステップモジュレータで構成した直流高圧電源を使用の予定である。ジャイロトロンからの高周波は直径63.5mmのコルゲート導波管でランチャーまで伝送し、上部ランチャーと水平ランチャーとの間で導波管スイッチにより伝送方向を切り替える。加熱電流駆動装置には、3台の127.5GHzジャイロトロンと専用直流高圧電源から成り、初期電離を補助するスタートアップ装置がある。水平ランチャーからスタートアップ用高周波を入射するため、3台の170GHzジャイロトロンと伝送系を共用する。信頼性のあるITER用電子サイクロトロン加熱電流駆動装置を確立するため、大電力長パルスに耐える機器の研究開発を行っている。

Since the EDA 2001, Design of Electron Cyclotron Heating and Current Drive (ECH&CD) System have been modified due to progress of physics understanding and change of interface. Nominal RF power 20 MW is injected by four upper launchers or one equatorial launcher. RF beams are steered by a front steering mirror. DCHV power supply will be composed of IGBT pulse step modulators because of high frequency modulation and design flexibility to three different types of 170 GHz gyrotrons from three parties. The RF power is transmitted by 63.5 mm dia corrugated waveguide and switched by a waveguide switch between the upper launcher and the equatorial launcher. A start-up system for initial discharge is composed of three 127.5 GHz gyrotrons and dedicated DCHV power supply. Three of transmission lines are shared between 170 GHz and 127.5 GHz gyrotrons to inject start-up RF beam through the equatorial launcher. R&Ds for high power long pulse have been on-going to obtain a reliable ITER ECH&CD system.