High-power, long-pulse oscillation of a dual-frequency gyrotron for JT-60SA

JT-60SA用2周波数ジャイロトロンの高出力・長パルス発振

小林 貴之; 森山 伸一; 諫山 明彦; 澤畠 正之; 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; 小田 靖久; 池田 亮介; 高橋 幸司; 坂本 慶司

Kobayashi, Takayuki; Moriyama, Shinichi; Isayama, Akihiko; Sawahata, Masayuki; Terakado, Masayuki; Hiranai, Shinichi; Wada, Kenji; Sato, Yoshikatsu; Hinata, Jun; Yokokura, Kenji; Hoshino, Katsumichi; Oda, Yasuhisa; Ikeda, Ryosuke; Takahashi, Koji; Sakamoto, Keishi

JT-60SAの電子サイクロトロン加熱電流駆動に用いる、110GHzと138GHzを選択的に出力可能で、高出力, 長パルス発振が可能な2周波数ジャイロトロンの開発に成功した。今回、1MW、100秒間の出力を、34%(110GHz), 32%(138GHz)の高い発振効率(エネルギー回収効果を含まず)で得ることに世界で初めて成功し、JT-60SAに必要なジャイロトロンの性能を満たすことができた。また、2周波数で高い効率を得るためには、三極型電子銃を用いた電子のピッチファクターの最適化が効果的であることを実験的に示した。さらに、本ジャイロトロンの発振特性試験の結果について、詳細に報告する。

A high-power long-pulse dual-frequency gyrotron, which can be operated at both 110 GHz and 138 GHz independently, was successfully developed for electron cyclotron heating and current drive in JT-60SA. The output power of 1 MW and the pulse length of 100 s were obtained at both frequencies with the high oscillation efficiency (not including an efficiency enhancement by collector potential depression) of 34% (110 GHz) and 32% (138 GHz), respectively, for the first time. The target of the JT-60SA gyrotron was fully satisfied by this gyrotron. An optimization of the electron pitch factor was a key to obtain the high efficiencies, and oscillation characteristics of the gyrotron were experimentally confirmed.