Development on ECRF system for JT-60SA

JT-60SAに向けた電子サイクロトロン波システムの開発

森山 伸一; 小林 貴之; 諫山 明彦; 横倉 賢治; 星野 克道; 下野 貢; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; 和田 健次; 日向 淳; 佐藤 福克

Moriyama, Shinichi; Kobayashi, Takayuki; Isayama, Akihiko; Yokokura, Kenji; Hoshino, Katsumichi; Shimono, Mitsugu; Sawahata, Masayuki; Suzuki, Sadaaki; Terakado, Masayuki; Hiranai, Shinichi; Wada, Kenji; Hinata, Jun; Sato, Yoshikatsu

JT-60SAに向け、電子サイクロトロン波(ECRF)システムの設計と開発を行っている。2011年3月11日の大地震の影響は小さく、約2か月間の注意深い点検・試験ののち、5月25日にシステムの再稼働を行うことができた。ジャイロトロン内の回折損失は、モード変換器の改良後、低く保たれており、従来パルス幅を制限していたDCブレーク冷却水温度は改良前の約半分で飽和している。これによりパルス幅は1MW出力において31秒、0.3MW出力においては99秒に達した。一方、JT-60SAでは想定されるトロイダル磁場が2.25Tの実験条件において130-140GHzの周波数であれば、より中心での加熱・電流駆動が可能となる。基本となる110GHzに加え、このやや高い周波数の発振を可能にする2周波数ジャイロトロンの開発に着手した。設計は最終段階に入っており、TE22,8 mode(110GHz)とTE27,10 mode(137.6GHz)の2種類の発振において40%の高い発振効率が得られる見通しを得た。今年度に製作を完了させ、来年度から出力試験を開始する計画である。

Development and design of ECRF system are being carried on toward JT-60SA. In spite of the huge earthquake on March 11th, damage on the system was small, and we restart the gyrotron operation after 2 months of careful inspection and test. The diffraction loss in the gyrotron was kept low and the temperature of the DC break cooling water, which limited the pulse length, was saturated at about half of that before the improvement of the mode convertor. The pulse length reached 31 s at 1 MW and 99 s at 0.3 MW. In JT-60SA, ECRF of about 130-140 GHz would make possible central heating/current drive at BT = 2.25 T. From this point of view, development of dual frequency gyrotron was started. In calculation, oscillation conditions with efficiency of 0.4 were obtained for TE22,8 mode (110 GHz) and TE27,10 mode (137.6 GHz). Fabrication of the gyrotron has just been started. The high power test will be started in the next fiscal year.