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自動サイクロトロン共鳴による電子ビーム加速と電力変換システムへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 18560815
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 エネルギー学
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

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, 研究主席 (90343904)

研究分担者 春日井 敦  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, 研究主幹 (70354636)
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, 研究副主幹 (70354644)
南 龍太郎  国立大学法人筑波大学, プラズマ研究センター, 講師 (70370476)
研究期間 (年度) 2006 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,890千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 390千円)
2008年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2007年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワードプラズマ・核融合 / 自動サイクロトロン共鳴 / ミリ波帯マイクロ波 / 電子ビーム加速 / ジャイロトロン / 電力変換 / ミリ波帶マイクロ波
研究概要

ミリ波を用いた自動サイクロトロン共鳴加速による電子ビーム加速のシミュレーションを行い、電力変換システムへの応用を考察した。オーバーサイズの導波管を用いることにより、一様磁場中でも自動共鳴が保たれること、ビーム電流を高くすることで、短い相互作用長でミリ波が完全吸収され、簡素なミリ波-DC電力変換器が可能であることを示した。ミリ波を用いた電力変換システムの概念を提示し、ジャイロトロンを用いたDC-ミリ波変換、長距離伝送系、ミリ波-DC変換系、それぞれに高効率が得られることを示し、その実現可能性を示した。

報告書

(4件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (30件) (うち査読あり 23件) 学会発表 (18件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] Progress of the high power 170GHz gyrotron in JAEA2009

    • 著者名/発表者名
      K. Sakamoto, A. Kasugai, K. Kajiwara, K. Takahashi, Y. Oda, K. Hayashi, N. Kobayashi
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 49

      ページ: 95019-95019

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Long pulse and high power repetitive operation of the 170GHz ITER Gyrotron2009

    • 著者名/発表者名
      K. Kajiwara, K. Sakamoto
    • 雑誌名

      Plasma and F usion Research 4

      ページ: 6-8

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Desig n and testing of ITER ECH&CD transmissi on line components2009

    • 著者名/発表者名
      R.W. Callis, J. Doane, H. Grunloh, K. Ka jiwara, A. Kasugai, C. Moeller, Y. Oda, R. Olstad, K. Sakamoto, K. Takahashi
    • 雑誌名

      84

      ページ: 526-529

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of a h igh power millimeter wave launcher for EC H&CD system in ITER2009

    • 著者名/発表者名
      K. Kajiwara, K. Takahashi, N. Kobayashi, A. Kajiwara, K. Sakamoto
    • 雑誌名

      Fusion Enginee ring and Design 84

      ページ: 72-77

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of 28GHz and 77GHz 1MW Gyrotron for ECRH of mag netically confined plasma2009

    • 著者名/発表者名
      T. Kariya, R. Minami, T. Imai, K. Sakamo to, K. Kubo, T. Shimozuma, H. Takahashi, S. Itoh, T. Mutoh, Y. Mitsunaka, Y. Endo, H. S hidara, N. Murofushi, Y. Sakagoshi, H. Yas utake, Y. Okazaki
    • 雑誌名

      Fusion Scie nce and Technology 55

      ページ: 91-94

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thrust performance of Microwave Rocket under r epetitive pulse operation2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Oda, T. Shibata, K. Komurasaki, K. Ta kahashi, A. Kasugai, K. Sakamoto
    • 雑誌名

      Journal of Propulsion and Power 25

      ページ: 118-122

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Tu be Shock Wave Driven by Atmospheric Mil limeter-Wave Plasma2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Oda, K. Kajiwara, K. Takahashi, A. Ka sugai, K. Sakamoto, K. Komurasaki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      ページ: 118-123

    • NAID

      40016844226

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Progress of the high power 170GHz gyrotron in JAEA2009

    • 著者名/発表者名
      K.Sakamoto, A.Kasugai, et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 49

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long pulse and high power repetitive operation of the 170GHz ITER Gyrotron2009

    • 著者名/発表者名
      K.Kajiwara, (K.Sakamoto), et al.
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research 4

      ページ: 6-8

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and testing of ITER ECH&CD transmission line components2009

    • 著者名/発表者名
      R.W.Callis, (K.Sakamoto), et al.
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 84

      ページ: 526-529

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of a high power millimeter wave launcher for EC H&CD system in ITER2009

    • 著者名/発表者名
      K.Kajiwara, (K.Sakamoto), et al.
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 84

      ページ: 72-77

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of 28GHz and 77GHz Gyrotron for ECRH of magnetically confined plasma2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kariya, (K.Sakamoto), et.al.
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology 55

      ページ: 91-94

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In tube shock wave driven by atmospheric millimeter wave plasma2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Oda, (K.Sakamoto), et al.
    • 雑誌名

      Japanese Journal Applied Physics 48

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Steady-state operation of 170GHz 1MW gyrotron for IT ER2008

    • 著者名/発表者名
      A. Kasugai, K. Sakamoto, K. Takahashi, K. Kajiwara, N. Kobayashi
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 48

      ページ: 54009-54009

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement de sign of an ITER equatorial launcher2008

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi, K. Kajiwara, N. Kobayashi, A. Kasugai, K. Sakamoto
    • 雑誌名

      48

      ページ: 54009-54009

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Steady-state operation of 170GHz-1MW gyrotron for ITER2008

    • 著者名/発表者名
      A.Kasugai, K.Sakamoto, et.al.
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 48

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved design of an ITER equatorial EC launcher2008

    • 著者名/発表者名
      K.Takahashi, (K.Sakamoto), et.al.
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 48

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of 7T cryogen-free superconducting magnet for gyrotron2008

    • 著者名/発表者名
      R.Hirose, (K.Sakamoto), et al.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied superconductivity 18

      ページ: 920-923

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Steady-state operation of 170GHz-1MW gyrotron for ITER2008

    • 著者名/発表者名
      A. Kasugai, et. al.
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion Vol.48,No.5

      ページ: 54009-54009

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement design of an ITER equatorial launcher2008

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi, et. al.
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion Vol.48,no.5

      ページ: 54014-54014

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A thrust generation model of microwa ve rocket2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Oda, T. Shibata, K. Komurasaki, K. Ta kahashi, A. Kasugai, K. Sakamoto, et al.
    • 雑誌名

      J. Space technology and Science 20

      ページ: 30-35

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ach ievement of robust high-efficiency 1MW oscillation in the hard-excitation regi on by a 170GHz continuous wave gyrotron2007

    • 著者名/発表者名
      K. Sakamoto, A. Kasugai, K. Takahashi, R. Minami, N. Kobayashi, K. Kajiwara
    • 雑誌名

      Nature Physics 3

      ページ: 411-414

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High power Hi gh efficiency operation of 170GHz gyrotron2007

    • 著者名/発表者名
      A. Kasugai, A. Kajiwara, K. Takahashi, N. Kobayashi, K. Sakamoto
    • 雑誌名

      Fusion Science and technology 51

      ページ: 213-216

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A thrust generation model of microwave rocket2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Oda, et. al.
    • 雑誌名

      Journal of space technology and science Vol.20,no.2

      ページ: 30-35

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Achievement of robust high-efficiency 1 MW oscillation in the hard-self-excitation region by a 170 GHz continuous-wave gyrotron2007

    • 著者名/発表者名
      K.Sakamoto et al.
    • 雑誌名

      Nature Physics Vol.3, No.6 (In press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ITER用ミリ波源ジャイロトロンの現状と核融合炉へ向けた展望2007

    • 著者名/発表者名
      春日井 敦, 他
    • 雑誌名

      平成19年電気学会全国大会講演論文集[7]エネルギー変換・輸送 7

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ITER用170GHzジャイロトロンの高出力,長パルス,高効率動作2006

    • 著者名/発表者名
      春日井 敦, 他
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 Vol.106, No.200

      ページ: 77-82

    • NAID

      10018233467

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of the 170GHz gyrotron and equatorial launcher for ITER2006

    • 著者名/発表者名
      K.Sakamoto et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 21st IAEA Conference (Fusion Energy 2006) IAEA-CN-149

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of High Power and Long Pulse 170GHz Gyrotron2006

    • 著者名/発表者名
      K.Sakamoto et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 14th Joint Workshop on Electron Cyclotron Emission and Electron Cyclotron Resonance Heating

      ページ: 517-525

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] High Power and High Efficiency Operation of 170GHz Gyrotron

    • 著者名/発表者名
      A Kasugai et al.
    • 雑誌名

      Transactions of Fusion Science and Technology (In press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Progress of the high power gyrotron development in JAEA(Invited)2009

    • 著者名/発表者名
      K.Sakamoto, et al.
    • 学会等名
      IEEE The 34^<th> Int.Conf.on Infrared, Millimeter, and Terahertz waves
    • 発表場所
      釜山(韓国)
    • 年月日
      2009-09-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Gyrotron beam coupling into corrugate waveguide2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Oda, (KSakamoto), et al.
    • 学会等名
      IEEE The 34^<th> Int.Conf.on Infrared, Millimeter, and Terahertz waves
    • 発表場所
      釜山(韓国)
    • 年月日
      2009-09-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Progress of the high power gyrotron development in JAEA2009

    • 著者名/発表者名
      K. Sakamoto, K. Kajiwara, A. Kasugai, Y. Oda, K. Takahashi, N. Kobayashi
    • 学会等名
      IEEE The 34th Int. Conf. on Infrared, Millimeter, and Terahertz waves
    • 発表場所
      Busan, Korea(Invited)
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Gyrotron beam coupling into corrugate waveguide2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Oda, K. Kajiwara, K. Takahashi, A. Kasugai, K. Sakamoto, et al.
    • 学会等名
      IEEE The 34th Int. Conf. on Infrared, Millimeter, and Terahertz waves
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Gyrotron Beam Coupling Method into Corrugated Waveguide2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Oda, K. Kajiwara, K. Takahashi, A. Kasugai, K. Sakamoto
    • 学会等名
      The 18th Topical Conference on Radio Frequency Power in Plasmas
    • 発表場所
      Ghent, Belgium
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] A high power gyrotron and high power mm wave technology for fusion reactor(Invited)2008

    • 著者名/発表者名
      K.Sakamoto, et al.
    • 学会等名
      18^<th> International Toki Conference
    • 発表場所
      土岐(岐阜)
    • 年月日
      2008-12-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Progress in ITER heating and current drive system(Invited)2008

    • 著者名/発表者名
      K.Sakamoto, et al.
    • 学会等名
      22^<nd> IAEA fusion energy conference
    • 発表場所
      ジュネーブ(スイス)
    • 年月日
      2008-10-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Development of 1MW quasi-CW operation of 170GHz gyrotron and progress of EC technology for ITER(Invited)2008

    • 著者名/発表者名
      A.Kasugai, K.Sakamoto, et al.
    • 学会等名
      22^<nd> IAEA fusion energy conference
    • 発表場所
      ジュネーブ(スイス)
    • 年月日
      2008-10-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Study of the frequency behaviour of the ITER 170GHz gyrotron2008

    • 著者名/発表者名
      K.Kajiwara, K.Sakamoto, et al.
    • 学会等名
      25^<th> symposium on fusion technology
    • 発表場所
      ロストック(ドイツ)
    • 年月日
      2008-09-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Development of quasi-optical transmission line for ITER equatorial EC launcher2008

    • 著者名/発表者名
      K.Takahashi, (K.Sakamoto), et al.
    • 学会等名
      25^<th> symposium on fusion technology
    • 発表場所
      ロストック(ドイツ)
    • 年月日
      2008-09-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Progress of the high power gyrotron development in JAEA(Invited)2008

    • 著者名/発表者名
      K.Sakamoto, et al.
    • 学会等名
      35^<th> IEEE International conference on plasma science
    • 発表場所
      カールスルーエ(ドイツ)
    • 年月日
      2008-06-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] A structure of breakdown plasma by a high power millimeter wave beam2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Oda, K. Kajiwara, K. Takahashi, A. Kasugai, K. Sakamoto, K. Komurasaki
    • 学会等名
      International Congress on Plasma Physics Karlsrhue
    • 発表場所
      Germany
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] High power gyrotron development for fusion application2008

    • 著者名/発表者名
      K. Sakamoto, K. Kajiwara, A. Kasugai, T. Kobayashi, Y. Oda, K. Takahashi, N. Kobayashi, S. Moriyama
    • 学会等名
      33rd International Conference on Infrared, Milimeter, and Terahrtz Waves
    • 発表場所
      Pasadena, USA
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of quasi-optical transmission line for ITER equatorial EC launcher2008

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi, K. Kajiwara, N. Kobayashi, A. Kasugai, Y. Oda, T. Kobayashi, S. Moriyama, K. Sakamoto
    • 学会等名
      25th Symposium on Fusion Technology
    • 発表場所
      Lostock, Germany
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Demonstration of 1MW wuasi-CW operation of 170GHz gyrotron and progress of EC technology2008

    • 著者名/発表者名
      A. Kasugai, K. Sakamoto, K. Takahashi, K. Kajiwara, Y. Oda, N. Kobayashi
    • 学会等名
      22nd IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      Geneva, Switzerland
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] A high-power gyrotron and high-power mm wave technology for Fusion Reactor2008

    • 著者名/発表者名
      K. Sakamoto, K. Kajiwara, A. Kasugai, Y. Oda, K. Takahashi, T. Kobayashi, A. Isayama, S. Moriyama
    • 学会等名
      18th International Toki Conference
    • 発表場所
      Toki, Japan
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Demonstration of High Efficiency 1MW Oscillation by 170GHz CW Gyrotron2007

    • 著者名/発表者名
      Keishi Sakamoto
    • 学会等名
      Joint 32nd Int.Conf.on Infrared and Millimeter Waves and 15th Int.Conf.on Terahertz Electronscs
    • 発表場所
      英国、カーディフ
    • 年月日
      2007-09-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Demonstration of high efficiency 1MW oscillation by 170GHz CW gyrotron2007

    • 著者名/発表者名
      K. Sakamoto, et al.
    • 学会等名
      Proc. of the joint conference on infrared and mm waves and 15th Int. conf. on terahertz electronics
    • 発表場所
      Cardiff, UK
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] E lectron Cyclotron Emission and Electron Cyclotron Resonance Heating (Calculation of the RF propagation for the ITER equatorial ECH/ECCD launcher)2009

    • 著者名/発表者名
      K. Kajiwara, (K. Sakamoto), et al.
    • 出版者
      World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] STRONG MICROWAVES : SOURCE AND APPLICATIONS(High power 170GHz gyrotron development in JAEA)2009

    • 著者名/発表者名
      K.Sakamoto, et al
    • 総ページ数
      654
    • 出版者
      Russian Academy of Science
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] Electron Cyclotron Emission and Electron Cyclotron Resonance Heating(Calculation of the RF propagation for the ITER equatorial ECH/ECCD launcher)2009

    • 著者名/発表者名
      K.Kajiwara, (K.Sakamoto), et al
    • 総ページ数
      562
    • 出版者
      World Scientific Publishing Co.Pte.Ltd
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] STRONG MICROWAV ES: SOURCE AND APPLICATIONS (High power 170GHz gyrotron development in JAEA)

    • 著者名/発表者名
      K. Sakamoto, et al.
    • 出版者
      Russian Academy of Science
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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