Development of high power long-pulse RF transmitter for ICRF heating in fusion researches and cyclotron accelerator

核融合研究におけるイオンサイクロトロン加熱用並びにサイクロトロン加速器用の高パワー長パルス増幅器の開発

Kwak, J. G.*; Wang, S. J.*; Bae, Y. D.*; Kim, S. H.*; Hwang, C. K.*; 森山 伸一

Kwak, J. G.*; Wang, S. J.*; Bae, Y. D.*; Kim, S. H.*; Hwang, C. K.*; Moriyama, Shinichi

韓国原子力研究所では1996年からKSTARトカマクにおけるイオンサイクロトロン加熱用並びにサイクロトロン加速器用として高周波増幅器の開発を行っている。KSTARのトロイダル磁場は公称定格で3Tであり、各種の加熱シナリオをカバーするために2560MHzの帯域が要求される。最初の増幅器は最終段四極管に数回のトラブルはあったものの、2008年に60MHzまでの周波数において2MW300秒間の出力を達成した。これを用いて300kWの高周波をKSTARプラズマに入射することに成功した。2番目の増幅器はサイクロトロン加速器用の70kw連続定格2550MHz広帯域増幅器であり、技術設計が完了した。3番目は1MWのVHF帯増幅器であり原子力機構から貸与されたものである。KSTARに用いるために110MHzの周波数を60MHzに変更する改造を行う予定である。この講演では最初の増幅器の動作試験の結果に加え、2番目3番目の増幅器の技術設計,改造設計について述べる。

KAERI have been developing the transmitters for ICRF heating for KSTAR and the cyclotron accelerator since 1996. The toroidal magnetic field of KSTAR is nominally 3 T so that 25-60 MHz transmitter is required to cover ICRF heating scenarios of the KSTAR. The first transmitter is operating up to 60 MHz and it succeeded in achieving 2 MW for 300 s in 2008. Up to 300 kW RF power was successfully injected to KSTAR plasmas. The second one is 70 kW/CW transmitter used for the cyclotron accelerator and their frequency range is from 25 to 50 MHz. Its engineering design was finished. The third one is 1 MW/VHF transmitter which was loaned from JAEA. As the operating ICRF frequency of KSTAR is lower, its cavity structure will be modified from 110 MHz to 60 MHz. The test results of 60 MHz and lessons from the high power test of 2 MW transmitter will be introduced and the circuit analysis and engineering design work for the second and third amplifiers will be shown.