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2007 Fiscal Year Annual Research Report

電子サイクロトロン加熱によるプラズマ能動制御と閉じ込め改善

Research Project

Project/Area Number 19560825
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

今井 剛  University of Tsukuba, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (80354637)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 南 龍太郎  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (70370476)
長 照二  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (80171958)
三枝 幹雄  茨城大学, 工学部, 教授 (10292476)
Keywords電子サイクロトロン加熱 / 磁場閉じ込め核融合 / 閉じ込め改善 / プラズマ制御 / タンデムミラー / ジャイロトロン / アンテナ / マイクロ波
Research Abstract

電子サイクロトロン波帯の電子加熱は磁場閉じ込め型の核融合炉に極めて適した加熱法であるとともに、加熱、電流駆動、制御に有効であり、特にタンデムミラーでは、電位の形成に不可欠な加熱装置である。タンデムミラー装置ガンマ10の中央部ミラーのプラズマ閉じ込め部の強力な電子加熱を目指し、ECH装置の心臓部となる電子管ジャイロトロンの高性能化を実施し、従来マイクロ波出力が200kW程度であったジャイロトロンを2倍の400kW以上に高性能化した。出力を増大させるために電子ビーム電流を大幅に増大させるための改造を実施し、また、それに伴う、電子銃部の安定化のための抵抗を挿入し、安定した高出力が得られるようになった。
さらに、マイクロ波をプラズマに効率よく入射するミラー型アンテナ及び伝送系の改良を実施した。アンテナについてはミラー形状を改良しマイクロ波ビームの収束性と、伝送効率を向上させた。また、偏波器の性能を改善した。偏波の効果を調べるために、改善した偏波器により、加熱に有効なXモードの割合を変え、プラズマの応答を調べた。強磁場側から入射する場合には、吸収効率の良いXモードをほぼ100%励起させると、マイクロ波のプラズマによる吸収効率の向上し、電子が加熱され、それに伴う電子冷却の減少によるイオンの閉じ込め改善が観測された。また、Xモードが少ない場合には、吸収されなかったパワーによる周辺部への吸収等によるプラズマの不安定かが生じたが、Xモードを増大させる事により、この悪影響は、大幅に改善された。

  • Research Products

    (3 results)

All 2007

All Presentation (3 results)

  • [Presentation] GAMMA10におけるECRH用マイターベンド型偏波器の実験2007

    • Author(s)
      張替 学
    • Organizer
      第24回プラズマ核融合学会年会
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路
    • Year and Date
      2007-11-30
  • [Presentation] GAMMA10セントラル部ECRH用高性能アンテナの設計2007

    • Author(s)
      坂越 祐介
    • Organizer
      第24回プラズマ核融合学会年会
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路
    • Year and Date
      2007-11-30
  • [Presentation] 筑波大学における大電力ジャイロトロンの開発とECHシステムの高出力化2007

    • Author(s)
      南 龍太郎
    • Organizer
      第24回プラズマ核融合学会年会
    • Place of Presentation
      イーグレ姫路
    • Year and Date
      2007-11-29

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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