Development of 100-second ECRF system for JT-60SA

JT-60SAに向けた100秒ECRFシステムの開発

森山 伸一; 小林 貴之; 諫山 明彦; 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; 和田 健次; 柴山 実; 日向 淳; 篠崎 信一 

Moriyama, Shinichi; Kobayashi, Takayuki; Isayama, Akihiko; Yokokura, Kenji; Shimono, Mitsugu; Hasegawa, Koichi; Sawahata, Masayuki; Suzuki, Sadaaki; Terakado, Masayuki; Hiranai, Shinichi; Igarashi, Koichi; Sato, Fumiaki; Wada, Kenji; Shibayama, Minoru; Hinata, Jun; Shinozaki, Shinichi

JT-60SA用電子サイクロトロン(ECRF)装置の設計と開発を進めている。入射パワー3MW,入射時間5秒(110GHz, 4系統)の既存のJT-60U用ECRF装置を2段階に改造し、最終的には7MW100秒(9系統)に増力する計画である。長パルス入射にはアンテナの冷却が不可欠であるが、核融合炉級環境での信頼性を高める目的で、真空容器内の冷却水供給管を剛体にできる直線駆動ミラーを用いた方式の開発を行っている。既に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ており、これを確認する低パワーモックアップ試験を開始した。導波管レイアウトや架台の具体的設計も進めている。高周波源のジャイロトロン開発では1MWで100秒連続発振を目指して、ITER向け170GHz管で実績のある方式のモード変換器への改良を実施し、短パルスでのエージングを2008年末に開始した。既存の高電圧電源の容量では100秒発振が難しいので、約2倍の容量の既存LHRF用電源を接続する改造を2009年3月までに行い、まもなくエージングを再開する。

The electron cyclotron range of frequency (ECRF) system (3 MW 5s at 110 GHz with 4 gyrotrons) of JT-60U will be upgrade to the system having 9 gyrotrons (7 MW 100s) for JT-60SA (super advanced). As heat removal from the mirrors is essential for a long pulse antenna, 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. The low power rf test with simple mockup antenna has just been begun. Aging of the gyrotron with improved mode converter was started in the end of 2008, aiming at 1 MW, 100s oscillation. Because the current capacity of the present high voltage power supply is not enough to realize 100s oscillation, LHRF power supply having twice larger current capacity is connected to the gyrotron in March 2009. The gyrotron aging will be started soon again.