2012 Fiscal Year Annual Research Report
電子サイクロトロン電流駆動用大電力ミリ波帯高速スィッチの開発研究
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22560818
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
三枝 幹雄 茨城大学, 工学部, 教授 (10292476)
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2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | トカマク / 電子サイクロトロン電流駆動 / 高速スイッチ / 新古典ティアリングモード / ECCD / 広帯域 / 大電力ミリ波 / 170GHz |
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| Research Abstract |
トカマク型核融合プラズマで発生する圧力駆動型の新古典ティアリングモードの安定化には, 新古典ティアリングモードの磁気島内への電子サイクロトロン電流駆動方式による局所的な電流駆動が有効である。この磁気島は高速で回転している為、従来はジャイロトロンを数kHz 程度の高速でスィッチングしO 点が回ってくる期間のみ電磁ビームを入射する必要があった。しかしビーム経路を高速に切り替える事ができれば、ジャイロトロン出力を100％電流駆動に生かす事が可能になる。本研究では、新しい原理を用いて世界で初めて広帯域の大電力ミリ波帯高速スィッチの開発を目指した。
平成２１年度はFDTD 法を用いた電磁界解析コードを開発し、キーコンポーネントであるハーフミラーの最適化を行った。その結果、誘電体ハーフミラーの場合には、誘電体の厚みが、全金属スロットアンテナ型ハーフミラーの場合には、スロットの周期、幅、厚み、特に向きが重要である事が判った。
平成23年度は高速スイッチの低電力試験用モックアップを製作し、日本原子力研究開発機構との共同研究で170 GHz帯での低電力試験を、２種類のハーフミラー(全金属スロットアンテナとサファイア)を用いて行い、そのどちらでも予想されたスイッチ特性を確認した。次に、全金属スロットアンテナ型ハーフミラーを用いて、140 GHz帯での低電力試験を行い、従来（500MHz程度）にない広帯域特性（30GHz程度）を確認した。
平成24年度には、全金属スロットアンテナ型ハーフミラーの最適化を行い、スロットを非周期にすることにより有害な高次回折波の抑制に成功した。最後に、170GHzで200kW程度の大電力試験を行い、高速スイッチ本体に放電等による損傷が無いことを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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