1988 Fiscal Year Annual Research Report
140GHzサイクロトロン3倍波ジヤイロ、ペニオトロンの試作
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62880001
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| Research Institution | TOHOKU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
小野 昭一 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (00005232)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 信之 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (10178759)
佐藤 徳芳 東北大学, 工学部, 教授 (40005252)
立川 敏明 福井大学, 工学部, 助教授 (00020206)
出原 敏孝 福井大学, 工学部, 助教授 (80020197)
横尾 邦義 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (60005428)
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| Keywords | ジヤイロトロン / ペニオトロン / 自由電子レーザ / マイクロ波管 / サイクロトロン共鳴 / プラズマ加熱 |
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| Research Abstract |
次期核融合プラズマ装置の電子サイクロトロン共鳴加熱に用いる短ミリ波からサブミリ波帯大電力源の開発に展望を開くことを目的として、本研究は140GHzサイクロトロン3倍波ジヤイロ・ペニオトロンを設計、試作し、その動作を実験的に検討することにある。今年度は、昨年度に設計、試作した実験管を用いて動作実験を行った。
1.試作電子銃の特性
設計した電子銃は、高効率動作を行わせるためにサイクロトロン3倍波動作では前例のない、60KV、10Aの仕様となっているが、設計した定格の電流の得られることが確認された。
2.140GHz試作管の実験結果と検討
サイクロトロン3倍波動作における139.5GHzの発振が、ビーム電流5A近辺より観測され、発振電力はビーム電流の増加と共に増加した。この発振は、出力導波管開口部から放射される電磁波の強度分布を測定した結果、開口から離れるにつれて、強度分布はTEozモードの典型的な開口近傍パターンから遠方パターンに堆移しており、発生電磁波が目的としたTEozモードの発振であることが確認された。発振出力は出力導波管開口部で水負荷により測定しているが、これまでに得られた発振出力は、ビーム電流6Aで3.3KWである。これは、実験管、超伝導マグネット、及び電子銃マグネット相互の中心軸が一致しておらず、カソード電流の一部が電子銃の陽極に流入し、設計定格の陽極電圧を印加できなかったためで、今後これらの軸相互の調整を行うことにより、発振出力の大幅な増加が望めるものと思われる。いずれにしても、サイクロトロン3倍波動作としては、これまでに例のない140GHz帯の基本作動が確認され、今後の短ミリ波、サブミリ波帯サイクロトロン高調波管の開発に展望が開かれたものと思われる。
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