| 研究課題/領域番号 |
16K06933
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
三枝 幹雄 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (10292476)
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| 研究協力者 |
今井 剛
高橋 浩司
小田 靖久
池田 亮介
本圖 理彦
森 純哉
生頭 広稀
井上 史章
横山 花奈
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 核融合 / 電子サイクロトロン / ミリ波 / 高速スイッチ / 固定周波数 / 固有振動 / リング共振器 / 電子サイクロトロン電流駆動 / ジャイロトロン / 大電力 / ミリ波帯 / 周波数固定型 / ミリ波帯高速スイッチ / 電子サイクロトロン波帯 / 加熱電流駆動 / リング共振機 / 振動発生機 / 大電力ミリ波 / 反射板 / 高速振動 / 電流駆動 |
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| 研究成果の概要 |
核融合炉の電子サイクロトロン波帯加熱電流駆動装置用に、大電力ミリ波帯高速スイッチの開発を行った。その原理は、リング共振器内の反射板を振動させてリング共振器の共振周波数を高速に変調することで、共振および非共振の出力ポート間を高速に切り替える。2016年度は原理の実証として、小型振動試験機を用いて２枚の反射鏡を300Hzで同期して振動させ、600Hzまでの切り替えを確認した。2017年度はより高速化を目指して、固有振動を利用した反射鏡の開発研究を行なった。2018年度は、高速スイッチ本体の小型化低損失化を目指して、３角形の新型のスイッチを設計・製作し、低電力試験で良好な切り替え特性を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
核融合炉の電子サイクロトロン加熱電流駆動装置用に、固定周波数でMW級大電力ミリ波の高速切換が行えるスイッチを世界で初めて開発した。まだ切換周波数は600 Hz以下までだが、kHzまでの高速切換を可能にする固有振動を利用した反射鏡のアイデアを生み出し、またスイッチのコストダウンのための小型化、冷却を容易にする低損失化も実現した。これらの成果により、大電力ミリ波源であるジャイロトロンの高圧電源のon/off運転によるプラズマの安定化実験は半分の電力で実現可能になり、将来の核融合炉の電子サイクロトロン電流駆動装置のコストは約半分にまで削減できる。
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