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小林 貴之; 諫山 明彦; 寺門 正之; 佐藤 文明; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; 和田 健次; 下野 貢; et al.
no journal, ,
プラズマ性能を劣化させる新古典ティアリングモード(NTM)を高効率で安定化する手法として、出力変調した電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)が有効と考えられている。JT-60UにおいてNTM安定化実験に必要なジャイロトロン出力変調周波数は5kHz程度であるが、これまではアノード分圧器の動作時定数と、電源回路内の充放電電流の変調時の増大により、3kHz以下の変調周波数に制限されていた。今回、アノード分圧器の改良と、回路内抵抗及びコンデンサの調整により初めて5kHz以上の変調を可能とした。さらに、発振条件のスキャンにより、安定に変調可能な領域を調べるとともに、不要モード発振を抑制した。また、プラズマの回転に応じて変化するNTM周波数に対し、位相、デューティを実時間で同期させる制御システムを構築し、JT-60Uにおける変調ECCDによるNTM抑制実験を初めて実施した。これらの開発の成果について報告する。
関 正美
no journal, ,
炭素グリルを用いたLHランチャーは電流駆動など充分な性能を示した。しかし、約16MJなどの大電力入射後には、炭素グリルそのものは問題なかったが、グリルを留めておくためのベースフレームにダメージが見られた。そこで、炭素グリルを取り外し溶融したフレームを滑らかに補修した。その後、プラズマを用いたコンディショニングを行い、MSEによる電流分布計測をしながら高周波入射による実時間電流分布制御を成功させた。また炭素グリルの電気接触を改善するために、拡散接合法による新しい構造の炭素グリルを開発している。このグリルは、テストベンチにて短時間ながら約500kWまでの耐電力を示し、現在放電なしに300kW-10秒の伝送を達成している。一方JT-60では、NTM抑制より高性能プラズマの長時間維持を目指し、EC装置の入射パルスの長時間化を試みている。長時間化の困難は、大電力ジャイロトロンの発振条件を、カソード冷却によるビーム電流の減少に対し維持できるかである。そこで、カソード用ヒーター電流とアノード電圧を発振中に制御する方法を開発し、模擬負荷に対し約400kWのパワーを25秒間入射することができた。
森山 伸一; 小林 貴之; 諫山 明彦; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; et al.
no journal, ,
JT-60SA用電子サイクロトロン(ECRF)装置の設計と開発を進めている。入射パワー3MW,入射時間5秒(110GHz, 4系統)の既存のJT-60U用ECRF装置を2段階に改造し、最終的には7MW100秒(9系統)に増力する計画である。長パルス入射にはアンテナの冷却が不可欠であるが、核融合炉級環境での信頼性を高める目的で、真空容器内の冷却水供給管を剛体にできる直線駆動ミラーを用いた方式の開発を行っている。既に曲面鏡の曲率と寸法に対してビームの駆動範囲とプロファイルを計算し、480mm角のポートに収納可能なアンテナを設計できる見通しを得ており、これを確認する低パワーモックアップ試験を開始した。導波管レイアウトや架台の具体的設計も進めている。高周波源のジャイロトロン開発では1MWで100秒連続発振を目指して、ITER向け170GHz管で実績のある方式のモード変換器への改良を実施し、短パルスでのエージングを2008年末に開始した。既存の高電圧電源の容量では100秒発振が難しいので、約2倍の容量の既存LHRF用電源を接続する改造を2009年3月までに行い、まもなくエージングを再開する。
小林 貴之; 森山 伸一; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; et al.
no journal, ,
JT-60SAにおいて、7MWの電子サイクロトロン加熱及び電流駆動が、4ユニットの110GHz及び5ユニットの140GHzの電子サイクロトロン波(ECRF)加熱電流駆動装置により行われる。伝送系は4か所の斜め上ポートに接続され、ポート内には準光学アンテナが設置される。現在、2種類のアンテナ方式が検討されている。一つは従来型の回転ミラーアンテナ方式であり、もう一つは直線駆動ミラーにより入射角を制御する新しいアンテナ方式である。これらのアンテナ方式について、冷却構造,入射角度範囲及びビーム径の観点から評価を行っている。また、JT-60U ECRF加熱電流駆動装置では、大電力発振管ジャイロトロン1基で1.5MW/1秒の高出力運転を達成した。さらに、JT-60SA用のジャイロトロンの開発を目指して、既存110GHzジャイロトロンの改造を進めている。以上のJT-60SA用ECRF加熱電流駆動装置の設計検討の進捗状況と、JT-60U ECRF加熱電流駆動装置における最新の成果を報告する。