Development of 170 GHz / 1 MW Gyrotron system for ITER in JAEA

原子力機構におけるITER用170GHz/1MWジャイロトロンの開発

池田 亮介; 梶原 健; 小田 靖久; 高橋 幸司; 小林 貴之; 森山 伸一; 坂本 慶司

Ikeda, Ryosuke; Kajiwara, Ken; Oda, Yasuhisa; Takahashi, Koji; Kobayashi, Takayuki; Moriyama, Shinichi; Sakamoto, Keishi

TEモードによるジャイロトロンは、170GHzのみならず137GHzや104GHzの発振においても、ダイヤモンド窓をほぼ無反射で透過し、かつミラーの向きを変えることなしに同一方向にビームを放射することが可能な多周波数発振管の特徴を有する。5秒以下の短パルス発振試験では、170GHz/137GHz/104GHzにおける発振出力/発振効率/電力効率が各々1.2MW/27%/43%、810kW/25%/40%、720kW/25%/38%を得た。長パルス試験では170GHzにて発振出力870kW、最大100秒までの発振を実現した。35mの長距離伝送試験では、HEモード純度測定を行い、MOU出口において170GHz: 94.5%, 137GHz: 93%, 104GHz: 92%に対して、伝送端にて各々91%, 88%, 95%が得られ、HEモード純度の低損失伝送を実現した。

TE mode gyrotron has advantages for multi-frequency oscillation. Triple frequency of 170 GHz, 137 GHz and 104 GHz pass through a diamond disk window without a reflection lose and are radiated toward the same direction without moving a final mirror in the gyroton. In short pulse experiments ( 5s), the output power, the oscillation efficiency and the electric efficiency for 170 GHz, 137 GHz and 104 GHz oscillation achieved 1.2 MW/27%/43%, 810 kW/25%/40% and 720 kW/25%/38%. In long pulse operation, pulse length reached 100s with 870 kW output power for 170 GHz oscillation. HE11 mode purity measured at the MOU exit was 94.5%, 93% and 92% for 170 GHz, 137 GHz and 104 GHz oscillation. By building precisely a transmission line, the purity of 91%, 88% and 95%, respectively is obtained at the exit of the long transmission line (35 m).