2015 Fiscal Year Annual Research 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
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24561034
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
梶原 健 国立研究開発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, 研究主幹 (90450311)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小田 靖久 国立研究開発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, 研究副主幹 (60512209)
高橋 幸司 国立研究開発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 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門 六ヶ所核融合研究所, 部長 (90343904)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ジャイロトロン / 電子サイクロトロン加熱 / マルチ周波数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核融合のためにプラズマを加熱する有効な手段として、非常に高い周波数の電磁波(ミリ波、波長がミリ程度の電磁波)を入射し、加熱する方法が有力である。本研究ではこのために必要な電磁波源であるジャイロトロンの内部コンポーネントであるモード変換器と内部ミラー系の開発をおこなった。ジャイロトロンは通常、１つの周波数の電磁波を生成するよう設計されるが、もし選択的に２つ以上の周波数を生成することができれば、プラズマを加熱できる範囲が大きく広がると考えられる(プラズマを加熱する位置は周波数によるため)。この実現のために、通常は１つの周波数に対して設計される、モード変換器(空洞にて発振した超高次モードの電磁波を伝搬可能なガウスビームに変換する機器)とそのガウスビームを伝搬する内部ミラー系を複数の周波数に対して動作するよう開発を行った。まず、現存するジャイロトロンの出力パターンを測定し、計算との比較を行なった。具体的には内部ミラー系の電磁波伝搬計算コードを作成し、既存のモード変換器計算コードと組み合わせることにより、出力窓位置での出力パターンを計算可能とし、実験と比較した。計算と実験が一致することより、両コードが正常に動作していることを確認した。そこで、両コードを用いて、3つの周波数(170GHz、137GHz、104GHz)に対してモード変換器、内部ミラー系の最適化を進めたところ、高い効率でガウスビームをジャイロトロン出力窓から出力できる機器の設計に成功した。さらに、設計したモード変換器、ミラー系を実機ジャイロトロンに搭載し、実際に３つの周波数での動作に成功した。
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| Remarks |
補助事業期間延長承認（承認年月日：平成27年3月20日）
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[Presentation] Development of high power gyrotrons and Mm-wave launcher For ITER2015
Author(s)
K. Takahashi , Y. Oda, T. Kobayashi, R. Ikeda, G. Abe, M. Isozaki, H. Shidara, S. Moriyama, K. Kajiwara, K. Sakamoto
Organizer
40th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz waves (IRMMW-THz)
Place of Presentation
Hong Kong (China)
Year and Date
2015-08-23 – 2015-08-28
Int'l Joint Research
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