2009 Fiscal Year Annual Research Report
協同トムソン散乱計測用テラヘルツ帯高出力パルスジャイロトロンの実証管開発
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21340168
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
斉藤 輝雄 University of Fukui, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (80143163)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 勇 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (90214014)
立松 芳典 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 准教授 (50261756)
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| Keywords | ジャイロトロン / テラヘルツ / プラズマ訃測 / 協同トムソン散乱 / LHD / 国際研究者交流 |
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| Research Abstract |
テラヘルツ帯高出力パルスジャイロトロンを実現し、核融合プラズマにおける協同トムソン散乱計測への道を開くことは極めて重要であるである。このため、本研究では平成19-20年度の科学研究費補助金の成果を発展させ、400GHz帯100kW級ジャイロトロンの実証管を開発することを目的とする。
平成21年度に実施した事項と得られた成果は、
1封じきり管用発振モードの予備試験
事前に選定していた候補モードに対してジャイロトロン設計コードを用いて出力計算・モード競合計算を行い、発振モードを最終決定して、共振器その他のジャイロトロン構成品を製作した。液体ヘリウムフリー8T超伝導マグネットに組み立て式ジャイロトロンを装着し、最適発振モードとしての妥当性検証実験を行った。この結果、選択モードは隣接する基本波とのモード競合に弱いことが判明した。実験は計算には入らない設置精度の重要性を示唆している。
2封じきり管の製作、特性測定
ステップ1で選定した発振モードは封じきり管のモードには適切ではないことが分かったので、本年度は平成19-20年度の研究において良好な特性を示したモードを採用して封じきり管を製作した。この際、真空窓の厚さは、材質の誘電率を精度良く測定して、発振周波数に対して最適化した。発振試験の結果、2次高調波の単独発振に成功し、周波数390GHzにおいて、発振出力60kW以上を得た。これは、前年度の結果を上回る成果である。
3設計コードの改良・整備
客員教授として福井大学に招へいしたSabchevski教授の協力により、非線形出力計算コード、粒子シミュレーションコードの発展・整備を図った。また、パルス発振の検討に必要な時間発展コードも整備した。これにより、磁場解析コード・電子軌道計算コード等と組み合わせ、ジャイロトロンの設計コードを統合する見通しを得た。
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