Design modification of ITER equatorial EC launcher for electron cyclotron heating and current drive optimization

電子サイクロトロン波加熱電流駆動最適化のためのITER水平ECランチャーの設計改良

高橋 幸司; 阿部 岩司; 梶原 健; 小田 靖久; 磯崎 正美; 池田 亮介; 坂本 慶司; 他2名*

Takahashi, Koji; Abe, Ganji; Kajiwara, Ken; Oda, Yasuhisa; Isozaki, Masami; Ikeda, Ryosuke; Sakamoto, Keishi; 2 of others*

入射ビーム角度可変方向をトロイダルからポロイダルへ変更することにより、=0.40.6領域で電流駆動効率が倍増する解析結果が得られ、その設計変更が提案された。一方、この変更に伴い、ミリ波伝送部や遮蔽ブランケット、ビームダクトを形成する内部遮蔽構造に対し、大幅な設計を余儀なくされている。水平ランチャーは、3系統のミリ波伝送部を有し、それぞれ導波管、固定ミラー、可動ミラーから構成され8本のビームを伝送する。これについて、ミリ波設計の最適化を行い、高効率伝送を達成する構成を得ることに成功した。また、入射ビーム角度可変方向の変更に伴い、可動ミラー駆動機構を摺動部品を使わない圧空機構へ変更した。核解析も平行して実施しており、ランチャー後方における停止後線量が約20%低減したという初期結果も得られ、ミリ波設計の最適化、実現可能な遮蔽ブランケット設計の改良など、ポロイダル可変方式によるランチャーの設計について報告する。

The recent physics analysis reveals that there is the potential to more than double the drive current at the range of = 0.40.6 if a beam steering direction can be modified from toroidal to poloidal. However, the change of steering direction has a significant impact on the design of the Equatorial EC Launcher (EL), especially, mm-wave propagation and blanket shield modules (BSMs) and a knock-on effect impacting the internal shield structure. The EL has three sets of mm-wave beam row and each is composed of eight waveguide lines and a quasi-optical transmission region that is formed a steering and fixed mirror, locating in front of the waveguide outlet. It has been successfully performed that the outstanding configuration of the mirrors is developed, the mirror actuator is changed from the push-pull to pneumatic concept and the modification of the internal shield structure is minimized as much as possible. This creative modification ensures that both mm-wave beams from the middle and bottom row pass through the same BSM opening and then, the feasible and reliable design of BSMs can be carried out. The nuclear analysis of this design modification shows that the residual dose rate at the launcher back end is reduced by 20%. This paper summarizes that the possible solution of the mm-wave design modification enhancing the off axis current drive functionality is developed and ensures the effective mm-wave propagation, feasible design of the EL BSMs and nuclear shield structure.