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報告書

High RF power test of a lower hybrid module mock-up in carbon fiber composite

前原 直; 清野 公広; 関 正美; 菅沼 和明; 池田 佳隆; 今井 剛; Goniche, M.*; J.Brossaud*; V.Cano*; F.Kazarian-Vibert*; et al.

JAERI-Research 97-086, 29 Pages, 1997/11

JAERI-Research-97-086.pdf:1.33MB

炭素系繊維材(CFC)を用いて、プラズマに対向するアンテナ先端部モジュールの開発を行った。試作したモジュールの耐電圧特性、高周波特性及びガス放出特性について、準定常運転が可能なフランス・カダラッシュ研究所の高周波出力試験装置で、これらの特性評価を行った。その結果、150MW/m$$^{2}$$(設計値の約3倍)の高周波電力を伝送しても、高周波特性及び耐電力特性に問題ないことを実証した。またCFCモジュールからのガス放出率は、モジュール温度350$$^{circ}$$Cにおいて、アルミナ分散強化銅モジュールからのガス放出率の約6倍程度であることが明らかになり、先端部モジュールの材料として有力な候補である結論を得た。

報告書

Development of a new lower hybrid antenna module using a poloidal power divider

前原 直; 関 正美; 菅沼 和明; 今井 剛; Goniche, M.*; P.Bibet*; S.Berio*; J.Brossaud*; Rey, G.*; G.Tonon*

JAERI-Research 96-036, 82 Pages, 1996/07

JAERI-Research-96-036.pdf:3.08MB

ポロイダル方向へ3分配する電力分配器と3$$times$$6分割マルチジャンクションモジュールを開発し、これらの高周波特性とコンポーネントからのガス放出量について、カダラッシュ研究所の高周波出力試験装置を用いて評価試験を行った。ポロイダル電力分配器は、33$$pm$$4%の良好な電力分配比が得られ、反射係数は、1.5%の低い値であった。また3$$times$$6分割モジュールでは、1.3%以下の反射係数と1%以下の高周波損失が測定された。3$$times$$6分割モジュールに2つの電力分配器を取付けた系では、コンポーネントを水冷した時に、高周波電力300kWにて1000秒の準定常運転を実証することができた。この時のガス放出率は、10$$^{-7}$$Pam$$^{3}$$s$$^{-1}$$m$$^{-2}$$の低いレンジであった。この報告書は、ポロイダル電力分配器を用いた新しい低域混成波(LH)アンテナモジュールの実験と解析結果について、まとめたものである。

報告書

Performance test of lower hybrid waveguide under long/high-RF power transmission

関 正美; 小原 建治郎; 前原 直; 池田 佳隆; 今井 剛; 永島 孝; Goniche, M.*; J.Brossaud*; C.Barral*; G.Berger-By*; et al.

JAERI-Research 96-025, 55 Pages, 1996/06

JAERI-Research-96-025.pdf:2.06MB

低域混成波電流駆動(LHCD)用アンテナの定常運転のためには、アンテナの高耐電力特性と低ガス放出特性が必要である。定常LHCDアンテナ開発のために、強制冷却通路を持つ分散強化銅製のテストモジュールを原研が製作し、フランス・ガダラッシュ研究所で準定常入射試験を行った。短いコンディション期間の後、テストモジュールは200MW/m$$^{2}$$までもの高耐電力性を示した。また、450度ベーキング処理を行った後のガス放出率は、300度において~2x10$$^{-7}$$Pam$$^{3}$$/sm$$^{2}$$であった。ガス放出率は、モジュール温度に強く依存するが、一方高周波電力には依存しないことが分かった。また、高周波入射により低減される枯化特性も見られた。さらに、水冷却で温度制御しながら150MW/m$$^{2}$$の高周波を入射したところ、1800秒間にわたり一定の低ガス放出率(~10$$^{-7}$$Pam$$^{3}$$/sm$$^{2}$$)を観測し、連続入射の可能性を示した。このテストモジュールの開発・大電力試験を通じて、定常LHCDアンテナ用導波管製作の目処を得た。

論文

Development of a new lower hybrid antenna module using a poloidal power divider

前原 直; 関 正美; 菅沼 和明; 今井 剛; Goniche, M.*; Ph.Bibet*; S.Berio*; J.Brossaud*; Rey, G.*; G.Tonon*

Fusion Technology 1996, 0, p.637 - 640, 1996/00

LHCDアンテナ開発の課題の1つは、アンテナ構造の簡素化である。ポロイダル方向へ電力分配する方式は、この簡素化の1つの手段であり、アンテナモジュールの電力密度を低減するとともに、5GHz以上の周波数領域において、N$$_{11}$$パラメータを広くとることが可能である。このためにポロイダル方向に3分配する電力分配器を3種類開発し、3$$times$$6マルチジャンクションモジュールと組み合せて評価を行った。3種類の電力分配器では、反射比1.5%以下において分配比33$$pm$$4%が得られ。3$$times$$6マルチジャンクションモジュールでは、反射比1.3%以下において高周波損失1.0%以下が測定された。大電力の高周波電動実験では、水冷を用いて300kW-1000秒の準定常運転が達成された。この時のガス放出率は、10$$^{-7}$$Pam$$^{-3}$$S$$^{-1}$$m$$^{-2}$$オーダであった。これらの結果によりプラズマに対向するアンテナ先端部を除き、ポロイダル電力分配器を用いて定常化アンテナ設計が可能となった。

論文

Outgassing measurement of the waveguide module for a steady state LHCD antenna

関 正美; 小原 建治郎; 前原 直; 池田 佳隆; 今井 剛; 永島 孝; Goniche, M.*; J.Brossaud*; C.Barral*; G.Berger-By*; et al.

Fusion Engineering and Design, 30, p.357 - 367, 1995/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:51.89(Nuclear Science & Technology)

低域混成波電流駆動(LHCD)を用いてトカマクの定常運転を可能とするためには、LHCDアンテナから大電力の高周波を連続入射することが必要である。高周波の連続入射で問題となるのは、耐電力特性とアンテナからのガス放出特性である。これらを調べるために、強制冷却通路をもつ分散強化銅製のテストモジュールを開発し、3.7GHzの準定常入射試験を行った。短いコンディション期間の後、テストモジュールは20kW/cm$$^{2}$$までもの高耐電力性を示した。また、450度ベーキング処理を行った後のガス放出率は、300度において~2$$times$$10$$^{-7}$$Pam$$^{3}$$/sm$$^{2}$$であった。ガス放出率は、高周波入射により低減されることや高周波電力依存性が無いことが分かった。さらに、水冷却で温度制御しながら15kW/cm$$^{2}$$の高周波を入射したところ、1800秒間にわたり一定の低ガス放出率(~10$$^{-7}$$Pam$$^{3}$$/sm$$^{2}$$)を観測し、連続入射の可能性を示した。このテストモジュールの開発・大電力試験を通じて、定常LHCDアンテナの工学的データベースを得た。

論文

Development of LHCD launcher for next stage tokamak

関 正美; 小原 建治郎; 前原 直; 池田 佳隆; 今井 剛; 永島 孝; Goniche, M.*; J.Brossaud*; C.Barral*; G.Berger-By*; et al.

JAERI-Conf 94-001, 0, p.110 - 115, 1994/08

次世代のLH電流駆動実験においては、準定常トカマク研究のために長パルスの高周波電力入射が必要となる。LHランチャ中に高周波を定常的にそして安定に伝送するためには、高周波によるガス放出特性を知ることが重要である。ガス放出研究を行うために、原研はフランス原子力庁と共同で四分岐導波管を用いたガス放出実験を実施し、重要な知見を得たので報告する。また、高い電流駆動効率を実現しながら、簡素化された構造を持つランチャーを開発することも重要なテーマである。実験に応じて放射スペクトルを可変できれば、さらに有利なランチャーで成り得る。これらの特性を満足する新ランチャーをモックアップを用いて開発したので報告する。

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