JT-60SAに向けた電子サイクロトロン加熱アンテナ設計の進展

Progress on electron cyclotron heating antenna design for JT-60SA

小林 貴之; 諫山 明彦; 鈴木 貞明; 平内 慎一; 和田 健次; 佐藤 福克; 日向 淳; 横倉 賢治; 星野 克道; 森山 伸一; 坂本 慶司

Kobayashi, Takayuki; Isayama, Akihiko; Suzuki, Sadaaki; Hiranai, Shinichi; Wada, Kenji; Sato, Yoshikatsu; Hinata, Jun; Yokokura, Kenji; Hoshino, Katsumichi; Moriyama, Shinichi; Sakamoto, Keishi

JT-60SAプラズマ加熱・電流駆動用の電子サイクロトロン(EC)波入射アンテナは、伝送路1系統あたり約0.8MWの入射電力、100秒間の入射時間を実現するとともに、ポロイダル方向・トロイダル方向の2方向にビーム入射角度が可変であることが求められる。これまでに、直線駆動方式のアンテナ設計を行い、100秒間の入射に不可欠なアンテナミラー部における冷却水漏洩リスクを低減しつつ、広い2次元駆動範囲を見通せる設計を得た。EC加熱装置の性能に大きく影響するアンテナミラー光学設計について、今回モックアップミラーと低電力ミリ波を用いた試験を行い、2次元駆動したときの光学性能が、計算とよく一致することを確認した。また、ミラー駆動シャフトを保持する軸受けについて、複数の選択肢を検討し、比較的コンパクトに実装可能なすべり軸受けについて、モックアップで滑らかな動作を確認した。さらに、EC波の2周波数化による運転領域拡大を目的としたアンテナの駆動範囲に関する検討状況についても報告する。

Capabilities of the transmission power of 0.8 MW and pulse duration of 100 s, and two dimensional beam steering both in poloidal and toroidal directions are required for electron cyclotron (EC) heating antenna in JT-60SA. An antenna based on a linear-motion concept has been designed. Recently, rf profiles for various poloidal/toroidal beam angles were measured using mock-up mirrors and a low power millimeter wave source. It was confirmed that the beam direction and profile of the antenna were agree with the numerical design. Moreover, some candidates of the support structure of the steering shaft were considered and one of them, which used a small sliding bearing, was tested by a mock-up. In this test, smooth movement in vacuum condition was confirmed. An extention of the operation regime of the system by means of dual frequency EC waves has been studied. Results of evaluation of the antenna steering range for this purpose is also presented.