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Recent progress in gyrotron development for JT-60SA

JT-60SAに向けたジャイロトロン開発の進展

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; 横倉 賢治; 星野 克道; 森山 伸一; 坂本 慶司

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

JT-60SAの電子サイクロトロン周波数帯加熱電流駆動装置に用いるために、ジャイロトロンを開発している。従来より幅広い実験条件でECRF加熱電流駆動を可能にするため、ジャイロトロンの2周波数化開発を進めている。110GHzと138GHzを出力する2周波数ジャイロトロンを新たに設計・製作し、その初期試験を開始した。これまでのところ、110GHzでは1MW, 0.1秒、138GHzでは0.5MW, 0.1秒の発振が、設計と矛盾しない発振効率で得られることを確認した。一方、JT-60SAで求められる100秒間の長パルス運転を目的として、改良型モードコンバータにより回折RFによる内部機器の加熱を低減したジャイロトロンの試験も進めた。この試験においては、これまで伝送路の加熱が問題となり、ジャイロトロンの長パルス化実証を妨げていた。今回、長パルス化に適した大口径導波管を導入することにより、これまでの約2倍のパルス幅となる1MW, 70秒の発振が得られた。また、ジャイロトロンの高出力化も妨げていた回折RFの問題を上記改良により克服し、1.4MW出力を9秒間維持することに成功した。

Gyrotron developments for JT-60SA electron cyclotron range of frequency heating system have been carried out. A dual frequency gyrotron was developed for extending operation region of the system. A dual frequency gyrotron for 110 GHz and 138 GHz was designed and fabricated. Oscillations of 1 MW and 0.5 MW were obtained at 110 GHz and 138 GHz, respectively, for 0.1 s, so far. The oscillation efficiencies were consistent with the design. Experiments of a gyrotron equipping an improved mode convertor for reducing temperature increase of internal components due to stray radiation were also carried out toward long pulse operations of 100 s required in JT-60SA. Since an increase of waveguide temperature had been limited the pulse length, waveguide components with wider diameter, which is suitable for long pulse operation, were installed. An oscillation of 70 s at 1 MW, which is twice longer than the previous record, was obtained. A high power oscillation of 1.4 MW for 9 s was also obtained.

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