Development of ITER equatorial EC launcher

ITER水平ECランチャーの開発

高橋 幸司; 梶原 健; 小田 靖久; 小林 則幸*; 坂本 慶司; 大森 俊道*; Henderson, M.*

Takahashi, Koji; Kajiwara, Ken; Oda, Yasuhisa; Kobayashi, Noriyuki*; Sakamoto, Keishi; Omori, Toshimichi*; Henderson, M.*

プラズマ電流の方向に対し順/逆・両方向に2040のトロイダル入射角度可変で20MWのミリ波パワー入射を可能とし、さらに、耐熱性,耐電磁力,中性子遮蔽性能が要求されるこれまでに例のない大規模のITER用ECランチャーの設計やその要素機器開発を進めた。3ユニット存在するミリ波伝送部の設計では、導波管伝送機器と空間伝送を組合せた構造とすることで低コスト化を図った。可動入射ミラーの最大熱負荷及び空間伝送領域の伝送効率は、それぞれ2.1MW/m、98.499%となり、熱負荷低減効果は1/3程度、伝送効率の影響は1%以下とすることに成功した。遮蔽ブランケットの設計も進め、製作性や耐熱性,電磁力低減などを考慮した設計を確立した。それらの設計を保証するための熱・構造解析や電磁力解析、冷却水の流動解析など実施し、ECランチャー全体の基本設計を確立した。その設計に基づき、ECランチャーモックアップなどの製作を進め、設計の整合性を確認するための大電力伝送実験を実施し、設計通りのミリ波ビーム放射を確認し、現設計の有効性を実証した。また、実機相当の真空窓モックアップや可動ミラー駆動機構の性能評価試験も実施し、ITERの運転で使用できる見通しを得た。

The ITER equatorial EC launcher is making a large technology to injecting 20 M and CW operation. The design of the shield blanket structure that tolerates thermal and electromagnetic load is attained. The port plug structure considering the fabrication process applying HIP and TIG-welding are designed. The mm-wave design that enables to guide the wave power of 20 MW into plasma with toroidal steering capability of 20 40 and efficiency of 98.4 99% assuming HE11 fundamental wave mode + TEM000 gaussian mode are proceeded. Reduction of the heat load to 2.1 MW/m on the steering mirror are attained. These results allow the transmission of 2.0 MW per a waveguide and the required radiation profile from the launcher. The full scale mock-up of the mm-wave launching system consisting of the waveguides and the mirrors and the subcomponents such as the steering mechanism of the mirror, the cooling water lines and etc., are fabricated to investigate the design availability. High power (0.5 MW) experiment of the mock-up confirmed the expected wave beam propagation and steering capability of 20 40. The mock-up of the shield blanket module and the partial mock-up of the port plug structure are fabricated based on the present design to investigate the manufacturability and the performance of the cooling water flow. The results will reflect back to the fabrication design of the structural components of the equatorial launcher.