Development of linear motion ECRF antenna for JT-60SA

JT-60SA用ECRF直線駆動アンテナの開発

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

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

JT-60SAの電子サイクロトロン周波数帯(ECRF)加熱電流駆動装置に用いるために、ミラーを直線駆動するアンテナを開発している。駆動機構,ベロー等の主要構成要素の実施可能性については、既にモックアップを製作して確認した。今回、ミラー駆動シャフトの支持機構として固体潤滑剤を使用した金属滑り軸受けを利用する設計を行い、モックアップに組み込んだ。一般的なボールベアリングと比較して、シャフトの回転と直線運動を1つの軸受で実現できる利点がある。真空排気した状態での駆動試験を行ってスムーズな駆動を確認した。一方、JT-60SAの典型的実験シナリオにおけるECRF加熱・電流駆動特性を計算で評価した。周波数110GHzにおいては基本設計であるトロイダル角度ビーム角度範囲-15から+15が妥当であるが、JT-60SAの最大磁場強度2.3Tにおける電流駆動効率の観点からは、正方向の角度上限が+20の方が適切であることがわかった。

Development of an antenna featuring linear motion (LM) concept for electron cyclotron range of frequency (ECRF) heating and current drive in JT-60SA is in progress. It will handle the injection power of 1MW for 100s. Combination of a linearly movable first mirror and a fixed curved second mirror realizes control of the injection beam angle. A support structure of the shaft using a metallic sliding bearing with solid lubricant was designed and tested. It showed smooth movement in vacuum. Heating and current drive characteristics with the LM antenna for typical experimental scenarios of JT-60SA have been investigated by calculation. As a result, it was confirmed by ECCD calculation that the range of toroidal injection angle, from -15 deg to +15 deg is appropriate at 110 GHz. On the contrary, at 138GHz for experiment scenario at 2.3T of full toroidal field of JT-60SA, the angle in the positive direction of IP, may be larger, e.g., +20 deg, for higher ECCD efficiency.