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論文

Design and development of EC H&CD antenna mirrors for ITER

高橋 幸司; 小林 則幸*; 春日井 敦; 坂本 慶司

Fusion Engineering and Design, 81(1-7), p.281 - 287, 2006/02

 被引用回数:5 パーセンタイル:60.61(Nuclear Science & Technology)

ITER用EC H&CDアンテナは、8あるいは9のRFビーム束を可動ミラーで反射しプラズマに入射する。1ビームあたりのパワーは1MWで、ミラーの大きさは250$$times$$360mm$$^{2}$$、厚みは50mmである。中性子照射,プラズマ熱流束,RFビーム反射時の損失パワーを考慮すると、ピーク熱負荷は3.17MW/m$$^{2}$$である。このとき、プラズマ不純物等によるミラー表面の電気抵抗増加(4倍)を考慮している。この条件下における熱応力解析の結果、ミラー本体に銅合金、内部に設置する水冷却配管にステンレスを採用することで、構造成立性の見通しを得た。EC H&CDアンテナシステムとして、アンテナ後方に設置する真空窓や閉じ込め磁場を作る超伝導コイルの遮蔽性能が課せられる。その遮蔽を目的として、マイターベンドを用いてシステム内の伝送ラインを屈曲構造にする必要がある。今回、そのベンドミラーについて、ITER設計をもとにモックアップを製作し、大電力伝送実験を行った。ミラー表面は銅合金(厚み5mm)、それ以外はステンレス製である。パワー/パルス幅450kW/5.0secの伝送実験の結果、ベンドミラーでの損失は伝送パワーの$$sim$$0.2%となり、銅合金の電気抵抗2.0$$times$$10$$^{-8}$$$$Omega$$mを考慮した計算とよく一致する結果となった。

論文

Performance of the LH antenna with carbon grill in JT-60U

関 正美; 森山 伸一; 篠崎 信一; 長谷川 浩一; 平内 慎一; 横倉 賢治; 下野 貢; 寺門 正之; 藤井 常幸

Fusion Engineering and Design, 74(1-4), p.273 - 277, 2005/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:73.52(Nuclear Science & Technology)

LHアンテナはJT-60Uでの電流駆動実験等に対して貢献してきたが、LHアンテナ開口部は熱負荷でダメージを受け、入射パワーは年々低下してきた。入射パワーを回復するために、世界的にも初めての試みとなるLHアンテナ開口部に炭素製グリルを取付ける改造をした。炭素材は高耐熱性を持ち、かつプラズマの閉じ込め性能劣化させない低Z材である。炭素製グリルは、ベースフレームと高周波接触子それに炭素製先端部から成る。ベースフレームは既設のLHアンテナ開口部へ溶接され、高周波接触子はベースフレームと炭素製先端部の間の電気接触を改善する。先端部はグラファイトあるいは炭素繊維材から作られ、交換可能とするためボルトでベースフレームに取付けられるように工夫した。また実験実施後にグラファイトと炭素繊維材からできた先端部の性能を比較することができる。取付け工事の後、コンディショニングが順調に進捗し、プラズマの位置を制御することで良好な結合特性を実現し、高周波エネルギー最大約5MJのプラズマへの入射を達成した。さらに予想通りプラズマ電流を駆動していることを観測し、炭素製グリル付きLHアンテナの基本性能を確認した。

論文

Development of an RF-input coupler with a multi-loop antenna for the RFQ linac in IFMIF project

前原 直; 森山 伸一; 三枝 幹雄*; 杉本 昌義; 今井 剛; 竹内 浩

Fusion Engineering and Design, 75-79, p.823 - 827, 2005/11

 被引用回数:1 パーセンタイル:88.54(Nuclear Science & Technology)

IFMIFのRFQライナックのために、同軸導波管を用いたマルチループアンテナによるRF入力結合系の開発を行っている。ループアンテナを用いた場合、ループアンテナの構造がそれぞれの位相差やパワーバランスに影響を与える。パイプ直径10mmを用いたループアンテナを試作し、位相差とパワーバランスを低電力試験で測定した。ループアンテナの挿入距離を3cmにすると位相差やパワーバランスが乱れないことが判明した。しかし、耐電圧の面で単一ループアンテナによるマルチMW級の結合は難しいことから、2つもしくは4つのループアンテナを用いた結合の方が単一ループアンテナより、耐電圧及びパワーバランスの観点から良いと思われる。そこで2つケースに対して位相差とパワーバランスを測定した。平均位相差として179$$^{circ}$$と8%程度のパワーバランスの良い測定結果が得られた.これらの結果は、IFMIF 175MHz RFQにおいてマルチループアンテナを用いたRF入力結合系に対する有効性の一つを示した。

論文

Development and contribution of RF heating and current drive systems to long pulse, high performance experiments in JT-60U

森山 伸一; 関 正美; 寺門 正之; 下野 貢; 井手 俊介; 諫山 明彦; 鈴木 隆博; 藤井 常幸; JT-60チーム

Fusion Engineering and Design, 74(1-4), p.343 - 349, 2005/11

 被引用回数:7 パーセンタイル:51.6(Nuclear Science & Technology)

JT-60Uにおいて、高$$beta$$プラズマの長時間維持等を目指した最大65秒間放電を継続する実験を行っている。電子サイクロトロン(EC)装置は、加熱だけでなくリアルタイムで入射角度を制御できるアンテナを開発し、電流分布制御や新古典テアリングモードの抑制による閉じ込め性能改善に貢献している。これまでに2.8MW, 3.6秒(10MJ)の入射を達成しているが、プラズマの長パルス化にあわせて0.6MW, 30秒の入射を目指している。伝送系冷却と真空排気の増強,耐ノイズ性能を高める改造とともに導波管型の1MW定常模擬負荷を用いたジャイロトロン動作の調整を行い、8.7秒間のプラズマへの入射と16秒間(400kW/ユニット)のジャイロトロン出力に成功している。ジャイロトロンのパルス幅延伸には、長時間の電子放出でカソード温度が下がりビーム電流が減少して発振条件がずれる問題への対処が重要であり、パルス中にヒータ電力,アノード電圧を上げる制御を行うことで良好な発振条件を持続させることに成功した。一方、低域混成波(LH)電流駆動装置では長年の実験で変形したステンレス製アンテナ先端を炭素化する改造を行い、入射パワーと耐熱負荷性能の向上が期待される。これまでに5.1MJまでの入射を達成しておりエージングを継続中である。

論文

Compact antenna for two-dimensional beam scan in the JT-60U electron cyclotron heating/current drive system

森山 伸一; 梶原 健*; 高橋 幸司; 春日井 敦; 関 正美; 池田 佳隆; 藤井 常幸; JT-60チーム

Review of Scientific Instruments, 76(11), p.113504_1 - 113504_6, 2005/11

 被引用回数:5 パーセンタイル:68.35(Instruments & Instrumentation)

JT-60Uにおいて、電子サイクロトロン周波数帯(ECRF)での加熱・電流駆動実験を行うことを目的とするECRF装置用の新しいアンテナを設計製作した。プラズマにミリ波ビームを入射する際、旧型のアンテナでは1方向のみのスキャンが可能であったが、新アンテナはトロイダル,ポロイダルの両方向にビームスキャンが可能である。ポロイダルスキャンでは電流駆動の位置を制御し、トロイダルスキャンでは駆動電流の方向を制御することができるため、実験の自由度を飛躍的に向上させることができる。真空容器に支持された可動平面鏡と、真空容器外から支持された導波管先端に取り付けた回転式焦点鏡の組合せによって2次元のビームスキャンを可能にした。あえて二つの鏡を分離して支持することで、設計の自由度を確保し、非常に浅いポートの限られた空間(20cm$$times$$54cm$$times$$20cm)で、最大限のスキャン角度範囲を実現した。平面鏡は3mの長尺ドライブシャフトを介してサーボモーター駆動し、焦点鏡はエアシリンダーで駆動することで、JT-60Uの強磁場環境下での動作を可能にした。焦点鏡ベアリングに関する小改造を行って以降、3年間実験に使用して、信頼性の高い動作を実証した。電流分布制御をはじめとするECRF加熱・電流駆動実験に貢献している。

論文

Concept and results of new operation scheme with improved control system for radio frequency heating in JT-60U

森山 伸一; 篠崎 信一

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 44(8), p.6224 - 6229, 2005/08

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

実時間波形整形の手法を用い、分散処理の概念に基づいて、JT-60U高周波加熱装置の制御設備の改造を行った。改造後のシステムが、従来の集中処理システムに比べて高い性能と信頼性を発揮しているのは当然であるが、実時間波形整形機能により装置運転の役割分担を見直し、高効率で円滑な運転を実現したことは注目すべきことである。実験装置の性格上、実験運転と装置調整は平行して進められ、調整の完了は事実上ありえない。特にプラズマ対向機器でありかつ高い高周波電界の発生するアンテナのコンディショニングには、磁場やプラズマの存在する条件で、きめ細かく入射パラメータを設定することが不可欠である。改造後の典型的な役割分担では、JT-60U全体の実験パラメータを把握する実験オペレータが矩形の入射パワー波形をプログラムし、一方で高周波加熱装置、特にアンテナのその時点での状態を熟知したRFオペレータが、パワー上昇率限界など機器に固有のパラメータを入力する。これらの情報を実時間で合成した入射命令を機器側に送出するようにした。この改造では制御機器間の信号伝達を可能な限り単純化し、汎用機器を多用した。本改造で構築した単純で柔軟性のある分散処理システムは、核融合研究用高周波加熱装置の制御系のあり方を提案するものである。

論文

Power-balance control by Slug Tuner for the 175MHz Radio-Frequency quadrupole (RFQ) linac in IFMIF project

前原 直; 森山 伸一; 三枝 幹雄*; 杉本 昌義; 今井 剛*; 竹内 浩

Fusion Science and Technology, 47(4), p.941 - 945, 2005/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

国際核融合材料照射施設(IFMIF)の175MHz高周波四重極(RFQ)リニアックでは加速のための電力供給用にループアンテナを使用する。加速空洞内にアンテナやピックアップを挿入した場合、安定加速の実現に重要な4等分割領域間での運転モード(TE$$_{210}$$)の高周波電力バランスが乱される。本研究では175MHzモデル空洞に実機相当のループアンテナを配置したうえでスラグチューナーによるパワーバランス制御の実現範囲を定量的に調べた。直径3cmの円柱のチューナーを3cm挿入した場合、パワーバランスを$$pm$$20%まで制御できるという結果を得た。

論文

Development of cold isostatic pressing graphite module for a heat-resistant lower hybrid current drive antenna

前原 直; Goniche, M.*; Kazarian, F.*; 関 正美; 池田 佳隆; 今井 剛*; Beaumont, B.*

Review of Scientific Instruments, 76(5), p.053501_1 - 053501_7, 2005/05

 被引用回数:1 パーセンタイル:89.34(Instruments & Instrumentation)

耐熱負荷用LHCDアンテナとして等方性グラファイトを用いたプラズマ対向機器用モジュール開発を行った。ステンレスフィルム,モリブデンフィルム,銅フィルムを用いてグラファイト材表面に銅コーティングを施した。モジュールは、4分割モジュールで冷却チャンネル付き、長さは206mmである。250kW(125MW/m$$^{2}$$)/700sを伝送することに成功した。この電力密度は、ITERで要求されている電界強度(5kV/cm)で定常運転を実証することができた。モジュールからの放出率は3.2-5.1$$times$$10$$^{-6}$$Pa.m$$^{3}$$/s.m$$^{2}$$ at 100$$^{circ}$$C程度で、LHCDアンテナ独自の真空排気系は不要であるとの結論に達した。本件は、日欧核融合研究協力協定(アネックスIII)に基づいて、原研とCEAカダラッシュ研究所との共同研究として実施された研究の成果を発表するものである。

論文

Outgassing of lower hybrid antenna modules during high-power long-pulse transmission

Goniche, M.*; Kazarian, F.*; Bibet, P.*; 前原 直; 関 正美; 池田 佳隆; 今井 剛*

Journal of Vacuum Science and Technology A, 23(1), p.55 - 65, 2005/01

 被引用回数:2 パーセンタイル:89.97(Materials Science, Coatings & Films)

無酸素銅,分散強化銅,銅コーティングしたCFC材,銅コーティングしたグラファイト材で作られた導波管に対して、RF電力密度(50-200MW/m$$^{2}$$)で100-4700秒の長パルスを伝送した場合のガス放出率を測定した。ガス放出率は、3.7GHz出力試験装置において、マルチ導波管(2-8分割)を用いて測定した。ガス放出率は、導波管の表面温度と表面の初期条件(コンディショニング)に依存する。ガス放出率は、表面温度300$$^{circ}$$Cと400$$^{circ}$$Cにおいて、それぞれ1$$times$$10$$^{-5}$$Pam$$^{3}$$s$$^{-1}$$m$$^{-2}$$と5$$times$$10$$^{-5}$$Pam$$^{3}$$s$$^{-1}$$m$$^{-2}$$であった。これらの測定結果のもとにITERのLHアンテナとして新たな真空排気系が不要であるとの結論に達した。なお、本発表は日本とユーラトム間の制御核融合分野における協力計画に基づいて実施された研究の成果に関するものである。

論文

A 175MHz RFQ design for IFMIF project

前原 直; 森山 伸一; 杉本 昌義; 齋藤 雄一*; 三枝 幹雄*

Proceedings of 2005 Particle Accelerator Conference (PAC '05) (CD-ROM), p.904 - 906, 2005/00

国際核融合材料照射施設は、D-Liストリッピング反応を用いた加速器による中性子照射施設である。要求されるビーム電流250mAは、125mAの2つの加速器ビームラインにより合成され、その入射器,RFQ,DTLの出力エネルギーは、それぞれ0.1,5と40MeVである。125mAの大電流を加速のために175MHzの運転周波数が採用された。大電流ビームシミュレーションの結果、全長12mのRFQがRF入射電力2.3MW CWよりエミッタンスの広がりを最小限に抑えるために設計された。このようなRFQに対して、ループアンテナを採用したRF入力結合系,同軸高周波窓,3$$times$$4ポートによる立体回路の設計をMW-Studioコードで行った。1つのループアンテナあたり200kW-CWの耐電圧を得るために、4 1/16"の同軸導波管を採用し、4ループアンテナ入射方式により、加速空洞内の電界分布の歪みを1%以内にできることが判明した。

論文

JT-60Uにおける電子サイクロトロン加熱・電流駆動技術の進展

森山 伸一; 池田 佳隆; 関 正美; 坂本 慶司; 春日井 敦; 高橋 幸司; 梶原 健*; 諫山 明彦; 鈴木 隆博; 福田 武司*; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 79(9), p.935 - 944, 2003/09

局所電流駆動によってプラズマ中の磁気的揺動を抑えたり、電流分布を最適に制御することは、より高いプラズマ性能を得るための鍵である。JT-60Uでは電子サイクロトロン加熱装置を用いて加熱及び局所電流駆動の実験を行っている。新型アンテナはポロイダル方向に加えてトロイダル方向にもビームをスキャンできる機能を実現するため、2つの角度可変反射鏡を用いる設計とした。ポロイダルスキャンにより加熱,電流駆動の位置を変化させることができる。この機能を用い、新古典テアリングモード(NTM)の位置を検出し、入射角度をフィードバック制御して揺動を抑制することに成功した。一方トロイダルスキャンは、局所的な逆電流駆動や電流を駆動しない加熱を可能にした。高周波を発振する電子管では、高周波吸収体を内蔵することで寄生発振を抑制して長パルス化が可能になり、2.8MW3.6秒間(約10MJ)という世界最高の入射エネルギーを得た。また、電子管のアノード電圧を高速でON/OFFする技術を用いて従来困難であった入射パワーの変調を可能にし、プラズマの熱パルス伝搬を調べる実験を行うことができた。

報告書

JT-60U電子サイクロトロン加熱装置用入射制御系システムの構築と改良

平内 慎一; 篠崎 信一; 佐藤 文明*; 鈴木 康夫*; 横倉 賢治; 森山 伸一; 池田 佳隆

JAERI-Tech 2003-038, 39 Pages, 2003/03

JAERI-Tech-2003-038.pdf:9.06MB

JT-60U電子サイクロトロン加熱(ECH)装置は、周波数110GHzの高周波によりJT-60Uプラズマに対し局所加熱/電流駆動を行い、閉じ込め性能を向上させるものである。本装置は、4ユニットからなり各ユニットは、大電力の高周波を発生する大電力発振管(ジャイロトロン),それを駆動するための電源,発生した大電力高周波を伝送する伝送系及びプラズマに入射するアンテナなどから構成される。入射制御系の特徴は、プラズマ性能を向上させるため、アンテナの可動ミラ-を駆動してプラズマへの高周波ビームの入射方向を制御し、偏波変換器のミラ-を回転して高周波の楕円度や偏波角を任意に制御可能なことである。このシステムの設計、製作と運転経験をもとに行った改良について述べる。

論文

Research and development on the Ion Cyclotron Range of Frequency heating system in JT-60U

森山 伸一; 藤井 常幸; 木村 晴行; 安納 勝人; 横倉 賢治; 篠崎 信一; 寺門 正之; 平内 慎一; 三枝 幹雄*

Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.467 - 481, 2002/09

 被引用回数:5 パーセンタイル:63.31(Nuclear Science & Technology)

JT-60Uにおけるイオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)加熱装置の開発について述べる。1992年に運転を始めた同装置は開発,改良によって116MHz,7MWの高周波を1.1秒間プラズマに入射して加熱することに成功したが、その開発成果と運転経験はITERのICRF加熱装置開発に大きく貢献するものである。高周波の発振源である4極真空管には等方性黒鉛を用いた電極を採用して高い熱負荷に耐えるようにした結果、131MHzの高周波を単管あたり1.7MW,5.4秒間出力できた。ファラデーシールドの開口面積率を高くするなどプラズマとの結合効率が高くなるよう工夫したアンテナを開発し、大電力の入射を実現した。また、核融合炉の中性子照射にも耐えるように、従来用いていたセラミック絶縁物を不要にした全金属アンテナの開発を行い、高周波特性,機械強度ともにJT-60U及び次期装置での使用に耐えることを確認した。周波数を変えると伝送線路の電気長が変化することに着目し、プラズマの変化に伴って増加する反射電力を周波数の変化によって抑制する周波数フィードバック制御を開発した。

論文

High-power test of the all-metal supports for a center conductor of an ITER ICRF antenna

森山 伸一; 木村 晴行; 藤井 常幸; 三枝 幹雄*; 今井 剛; 山本 巧; 新井 宏之*; 太田 完治*

Fusion Engineering and Design, 45(1), p.31 - 40, 1999/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:77.75

ITER R&Dタスク「ICRFアンテナ及び真空部伝送系開発」に基づき、ITERアンテナ用全金属支持体の実サイズモックアップを設計、製作し、試験を行った。まず、広い周波数帯域で高周波特性が最適となる支持体間の間隔を、2台のモックアップを用いた低電力高周波測定により求めた。間隔2.625mの時、40-85MHzの全帯域でVSWR$$<$$2.3、最重要帯域である55-65MHzではVSWR$$<$$1.8の良好な特性が得られた。続いて60MHzの大電力高周波を用いて耐電圧試験を行い、目標としていた発生電圧40kVを上回る42.5kV、1秒間(100msでは45.5kV、1msでは55kV)を達成し、製作したアンテナ全金属支持体のモックアップがITERのICRFアンテナに十分適用可能な性能を有することを確かめた。

論文

Development of all-metal antenna for ICRF system in next generation tokamaks

森山 伸一; 藤井 常幸; 木村 晴行; 新井 宏之*; 太田 完治*

Proceedings of the 18th IEEE/NPSS Symposium on Fusion Engineering (SOFE '99), p.399 - 402, 1999/00

次世代トカマクのイオンサイクロトロン加熱用アンテナに不可欠な全金属アンテナサポートとして、全く新しい改良型サポートの設計を行った。ITERではプラズマのディスラプション時に発生する電磁力に対してアンテナ導体及び同軸管中心導体を機械的に支持する強固なサポートが必要になる。これまでのアンテナではこの種のサポートにセラミックスが用いられてきたが、ITERでは中性子束がその高周波損失を増加させ、また熱伝導性能を劣化させるため使用不可能である。そこでリッジ導波管を発展させた全金属製のサポートを考案しその開発を進めてきた。新設計の第1のポイントは従来1方向からであった支持構造を2方向からとし、同軸管中心導体をねじる方向に働く電磁力に対する強度を大きく改善したことである。したがって従来の設計で中実であった支持柱を中空としても十分な強度が得られる。この中空支持柱はアンテナ冷却水や計測信号ケーブルの導入口などに極めて有用である。第2のポイントはすべての構成要素を円柱としたことで、製作が容易になったこととともに、角が減ったため耐高周波電圧性能が向上したことである。

論文

A Mock-up test of a ceramic-free antenna feeder of the ion cyclotron heating system for next-generation tokamaks

森山 伸一; 木村 晴行; 藤井 常幸; 三枝 幹雄*; 新井 宏之*

Japanese Journal of Applied Physics, 37(6A), p.3536 - 3540, 1998/06

 被引用回数:4 パーセンタイル:75.26(Physics, Applied)

現在の大型トカマク装置ではイオンサイクロトロン帯(ICRF)の高周波を用いるプラズマ加熱・電流駆動装置のアンテナへの電力の伝送に、内部導体を有する同軸管を用いている。この内部導体及びこれに接続されるアンテナ導体を機械的に支持し、かつ外部導体と内部導体間の電気絶縁を確保するため、現在の装置ではセラミックの支持体を使用している。ところがITERなど次世代のトカマク装置ではプラズマからの中性子による損傷のため、セラミックは採用できない可能性が高い。この課題を克服するため、リッジ導波管の原理を用いた全金属製の「セラミックフリーアンテナ支持体」を考案した。約1/4サイズのモックアップを製作し、その高周波特性(電力反射率とその周波数依存性)を実測し、モデル計算と比較して評価した。ITERのICRF加熱装置で想定されている周波数帯域全域で15%以下、リッジ導波管の遮断周波数以上では3%以下の非常に良好な電力反射率が得られた。「セラミックフリーアンテナ支持体」が次世代のトカマク装置のICRF加熱装置に適していることが確かめられた。

論文

All metal support for a central conductor of the ITER ICRF Antenna system

森山 伸一; 木村 晴行; 三枝 幹雄; 藤井 常幸; 新井 宏之*; 植田 裕之*; 太田 完治*; 釜倉 克壽*

Fusion Engineering and Design, 39-40, p.135 - 142, 1998/00

核融合装置第1壁の構成要素であるICRFアンテナのループ導体、およびこれに高周波電力を供給する同軸の中心導体には、ディスラプションによる電磁力に耐える支持構造が要求される。電気絶縁の必要上、支持構造には、通常セラミクスが用いられる。しかし中性子束の多い環境では、誘電体損失の増加によりセラミクスが使用できない可能性が高い。そこで必要な周波数の高周波を透過する全金属の支持構造を提案し、開発を進めている。ITERアンテナ用支持構造の機械強度設計、冷却計算、実サイズモックアップの高周波特性測定を行った。ディスラプションによる電磁力は同軸管を軸の周りに回転させる方向に働き、アンテナから1m離れたところで6000Nmと見積もられるが、全金属支持構造を用いればアンテナはこれに耐えることができる。支持構造の脚部をアンテナ冷却水の導入管として用いることが可能である。使用する周波数帯域(40-90MHz)全域で電力反射率15%以下、60MHzでは1%以下の良好な高周波特性を確認した。

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。

報告書

Study of fast wave current drive in a KT-2 tokamak plasma

B.G.Hong*; 濱松 清隆

JAERI-Research 96-006, 22 Pages, 1996/02

JAERI-Research-96-006.pdf:0.83MB

KT-2トカマクプラズマにおける速波電流駆動の数値解析を行った。数値解析は運動論的波動伝播方程式を1次元スラブ配位で大域的に解析するTASKW1コードを用いて行った。尚、このコードは原研と岡山大学の協力研究の下で開発・改良された。電流位相制御されたアンテナ列によってトロイダル方向への運動量が電子に入射され電流が駆動される。この時、電流駆動を効率良く行うための最適なアンテナ設計の指針を得るため、波動の近接条件の評価から行った。2つの周波数帯、$$omega$$=30MHzと$$omega$$=255MHzの速波に対して、アンテナの本数及びその間隔等の入射条件と電流駆動効率の関係を求めた。

論文

Outgassing of the lower hybrid current drive antenna on JT-60U

前原 直; 関 正美; 菅沼 和明; 池田 佳隆

Fusion Engineering and Design, 30, p.253 - 259, 1995/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:70.78(Nuclear Science & Technology)

JT-60UにおけるLHCD実験時に、48x4マルチジャンクション型ランチャーのガス放出特性評価を行った。その結果、プラズマ入射の初期段階においてガス放出率は、入射電力に対して強い依存性を示すが、RFコンディショニングが進んだ場合には依存性が弱まることが分かった。また約2週間のRFコンディショニングにより、プラズマ入射中の放出ガスの低減化を実現し、プラズマ入射電力、約6.5MW(1モジュールあたり:Pin~410kW)を達成した。十分にRFコンディショニングが進んだ状態でのモジュール内のガス発生量は、高周波電力Pin~360kWにおいて、~10$$^{-6}$$[Pam$$^{3}$$/sm$$^{2}$$]のレベルであった。この値は、通常のSUS鋼製真空容器からのガス放出率と同程度の低い値である。これらの結果から将来の定常LHCD実験においても、ガス放出率が十分低いことが予想され、真空排気系の簡素化が期待できる。

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