| 研究課題/領域番号 |
62880001
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| 研究種目 |
試験研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
プラズマ理工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
小野 昭一 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (00005232)
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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
1987 – 1988
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| 研究課題ステータス |
完了 (1988年度)
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| 配分額 *注記 |
17,700千円 (直接経費: 17,700千円)
1988年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1987年度: 16,100千円 (直接経費: 16,100千円)
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| キーワード | ジャイロトロン / 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 / ジヤイロトロン |
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| 研究概要 |
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への利用を目的として、短ミリ波からサブミリ波帯大電力源の開発が期待されている。本研究は、これら周波数帯の電力源開発に展望を開くことを目的として、140GHzサイクロトロン3倍波ジャイロ・ペニオトロンの設計、試作を行った。
1.140GHzジャイロ・ペニオトロンの設計、試作
現有高圧電源の仕様、加速電圧60KV、ビーム電流10Aで、サイクロトロン3倍波動作での動作効率が最大となるように、TEozモード空胴共振器構造の設計を行った。設計した空胴共振器の共振周波数、及び負荷Qはそれぞれ140.3GHz、2300である。共振器設計に用いた仕様に合った電子ビームを得るべく、MIG型電子銃構造の設計を行った。設計されたビーム電流10Aの電子銃の特性は現在の技術でのほぼ上限と思われる。以上の考察のもとに設計された実験管で予想される発振出力、及び動作効率は、シミュレーションの結果、それぞれ45.5KW、9.0%であった。
2.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、発振出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の電磁波の放射パターンを測定することにより、目的としたTEozモードの発振であることが確認された。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、電子銃マグネット相互の中心軸の不一致によるもので、今後これらの軸調整により大幅な出力の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帯の基本動作が確認され、短ミリ波、サブミリ波帯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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