2013 Fiscal Year Research-status Report
高パワー長パルスジャイロトロンのモード変換器及び内部ミラー系のマルチ周波数化
| Project/Area Number |
24561034
|
|---|
| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
|---|
Principal Investigator |
梶原 健 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門・企画調整室, 研究副主幹 (90450311)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小田 靖久 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門・那珂核融合研究所, 研究員 (60512209)
高橋 幸司 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門・那珂核融合研究所, 研究主幹 (70354644)
坂本 慶司 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門・那珂核融合研究所, グループリーダー (90343904)
|
|---|
| Keywords | ジャイロトロン / マルチ周波数 |
|---|
| Research Abstract |
ミリ波領域における唯一の高パワーかつ連続運転が可能な電磁波源である高パワー長パルスジャイロトロンの3周波数以上のマルチ周波数化のためには、共鳴空胴で生成される複雑な形状(モードと呼ぶ)のミリ波を、取り出しが可能なガウスビームに変換するモード変換器が必要である。マルチ周波数化にあたり、生成されるミリ波のモードが周波数毎に異なっているため、様々なモードに対してガウスビーム出力可能なモード変換器を設計する必要がある。昨年、現存する170/137GHzの2周波数ジャイロトロンを104GHzにて発振させ、モード変換器設計コードの計算結果と比較したところ、実験と計算が一致し、コードの健全性を確認することができた。しかしながら、マルチ周波数のモード変換器の最適化は通常の単一周波数の場合と比較し、計算時間が大幅に増加するという問題があった。そこで、本年度は高速計算機を導入し、4周波数出力可能なモード変換器の設計に取り組んだ。その結果、全ての周波数において、モード変換器より放出されるミリ波のガウス成分が97%を超える高性能4周波数モード変換器の設計に成功した。また、この4つの周波数の出力のガウスビームのビーム幅や放射角が同一なるように、モード変換器の最適化を行ない、その結果、同一のミラー系にて大きな損失なく出力窓まで伝送させることができることが計算により明らかになった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
高速計算機を導入することにより、繰り返し計算による最適化速度が飛躍的に向上した。その結果、今年度の目標であった4つ以上の周波数に対応するモード変換器の設計に成功した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
4周波数モード変換器の設計に成功したので、低パワー試験が可能なモード変換器のモックアップをアルミにて作成し、低パワー試験を実施、計算結果と比較する。
|
| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
モード変換器用計算機の購入時に割引が生じたため。
モード変換器のモックアップ製作及び、低パワー試験用コンポーネントの購入に使用する。
|
