Design and development for JT-60SA ECRF system

JT-60SA ECRFシステムの設計と開発

森山 伸一; 小林 貴之; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; 佐藤 文明; 鈴木 高志; 和田 健次; 篠崎 信一 ; 藤井 常幸

Moriyama, Shinichi; Kobayashi, Takayuki; Yokokura, Kenji; Shimono, Mitsugu; Hasegawa, Koichi; Sawahata, Masayuki; Suzuki, Sadaaki; Terakado, Masayuki; Hiranai, Shinichi; Igarashi, Koichi; Sato, Fumiaki; Suzuki, Takashi; Wada, Kenji; Shinozaki, Shinichi; Fujii, Tsuneyuki

JT-60SA用電子サイクロトロン周波数帯(ECRF)加熱電流駆動装置の設計を進めており、現状の入射電力約3MW5秒(110GHz 4系統)のJT-60U用ECRF装置を改造し、7MW100秒(110GHz 4系統,140GHz 5系統)に増力する計画である。アンテナはJT-60Uで実績のある回転ミラー式と新方式の直線駆動式の開発を平行して進めている。前者では長パルス入射に不可欠な熱除去の方法として、核融合炉級環境での信頼性を高める目的で、冷却水を用いない熱伝導による除熱の可能性を探っている。一方、真空容器内の冷却水供給管を剛体にできる後者では、曲面鏡の曲率と寸法に対してビームの駆動範囲とプロファイルを計算し、480mm角のポートに収納可能なアンテナを設計できる見通しを得た。高周波源のジャイロトロン開発では絶縁円筒をアルミナから窒化珪素に変更することによって漏れ高周波による発熱を抑え、0.2秒以上のパルス幅では世界初となる1.5MW(1秒)の発振に成功した。さらに1MWで100秒連続発振を目指して、ITER向け170GHz管で実績のあるモード変換器の改良を実施中で、年度内に試験を開始できる見込みである。

The electron cycrotron range of frequency (ECRF) system (3 MW 5 s at 110 GHz with 4 gyrotrons) will be upgraded to the system having 9 gyrotrons (7 MW 100 s at 110 GHz and 140 GHz) for JT-60SA (super advanced). For the reference antenna design having rotary mirrors, an effective and reliable method of mirror cooling without water is under consideration. As an alternative antenna design, a new concept with a mirror driven in the linear motion which eliminates the flexible tube for coolant supply is under development. The design study featuring beam profile calculation showed feasibility of the antenna in the 0.48 m 0.48 m port. On the gyrotron development, 1.5 MW, 1s has been achieved using SiN insulator instead of AlO. Improvement of the mode converter is in progress and the test aiming at 1 MW, 100 s oscillation will be started in March.