Operation experience and development status of ECRF system in JT-60U

JT-60U ECRF装置における運転経験と開発の現状

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

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

JT-60UのECRF加熱装置は2008年の運転完了までに、4基のジャイロトロンを用いて設計定格である4MW(5秒)の発振パワーを達成し、3MWのプラズマへの入射を行った。運転終了後のアンテナに大きな損傷はないものの、軽微な放電痕が数箇所確認され、またミラー表面に軽度の変色が認められた。一方運転データの統計的整理を行い、85%を上回る高いショットの成功率が得られていたことをあらためて確認した。JT-60Uの実験終了後もJT-60SAに向けてジャイロトロン及び伝送回路の高パワー長パルス開発を継続している。1MW, 100秒出力を目指した開発においてはモード変換器を改良したジャイロトロンにおいて、これまでパルス幅を制限していたDCブレーク部への回折RFのパワーを半減させることに成功し、目標達成に明るい見通しが得られた。ジャイロトロン管内のガス出しコンディショニング中であり、現在の達成値は1MW, 17秒である。一方、アノード電圧の能動的制御によってパルス開始直後から高い効率を得る運転手法を開発し、1.5MWという高パワーでの出力パルス幅の世界記録を1秒から4秒に伸ばすことに成功した。

Full specification of 4 MW for 5s was achieved by simultaneous operation of 4 gyrotrons, and 3 MW was injected to the JT-60U plasma by the completion of experiments in August 2008. In the inspection of the antenna after the operation, there were no large damages but the color of the mirror surfaces were slightly changed and some evidences of arcing were found. In the statistical analysis of operation, the rate of successful shots to the plasma was higher than 85% in the last 3 years. Development of long-pulse gyrotron with improved mode converter is on going and the conditioning was started in the end of 2008 aiming at 1 MW, 100s for JT-60SA. It was confirmed that the diffraction loss was remarkably decreased and the pulse length reached 1 MW 17s so far. A new operation technique of active anode voltage control was developed to obtain high efficiency, and the pulse length for 1.5 MW oscillation was extended from 1s to 4s.