研究紹介_ECHグループ

1.電子サイクロトロン共鳴加熱(ECRH)システム開発

1-a ジャイロトロン開発

ECRHに必要なマイクロ波の発振源であるジャイロトロンの開発を行っている。

ガンマ10の電位形成、電子加熱用として28GHz-500kW-0.1sのジャイロトロンを開発し、閉じ込め電位、電子温度の改善を行うとともに、新たに28GHz-1MW-1sのジャイロトロン開発を行っている。

又、核融合科学研究所(NIFS)との共同研究に基づき、NIFSの大型ヘリカル装置(LHD)用77GHz-1.5MWジャイロトロンの開発も行っている。

ジャイロトロンの開発においては、NIFS、日本原子力研究開発機構(JAEA)、東芝電子管デバイス株式会社(TETD)との研究協力を行い全日本的に進めている。

1-b 大電力マイクロ波伝送系開発

効率よくECRHを行うためには、ジャイロトロンで発振した大電力マイクロ波を効率良く伝送し、プラズマ加熱に適した偏波、分布を持った軸対称マイクロ波ビームを高効率入射する必要がある。そのため、伝送マイクロ波の偏波を制御するための偏波器、高効率に軸対称マイクロ波ビームを最適位置に入射するための可動式アンテナシステム等の開発を行っている。

セントラルECRH偏波器と可動式アンテナシステム

2.プラズマ実験

ガンマ10プラグ/バリア部ではプラズマを軸方向に閉じ込めるための電位形成をECRHにより行っている。ジャイロトロンの高出力化、アンテナ系の改良により、イオン閉じ込め電位の大幅な改善を達成した。

セントラル部では、高温イオンのエネルギーが低温電子との衝突で奪われる(電子ドラッグ)のを抑制するため、電子温度加熱を行っている。セントラル部加熱において偏波制御の有効性が確認された。

3.計測

ロスエレクトロンディテクタ(LED)、イオンセンシティブプローブ(ISP)、X線検出器等の計測装置により、ECRHの効果の検証、プラズマ電子の振る舞い、プラズマの粒子バランス等の研究を行っている。

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