核融合実験装置用大電力マイクロ波管の開発(研究技術ノート)
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概要
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核融合プラズマの生成,加熱,電流駆動の高周波源として使用される大電力マイクロ波管,クライストロンとジャイロトロンについて,動作機構,設計手法,東芝電子管デバイス株式会社における開発の変遷,および今後の課題について述べる.クライストロンでは,プラズマ生成用に開発したXバンド25kW連続出力管を例として,電子銃からコレクタまでの直流電子ビームの軌道計算と空胴部でのマイクロ波と電子ビームの相互作用をシミュレートする計算コードを用いた設計手法を示す.また,最近開発した韓国KSTAR向け5GHz,500kWプロト管の開発の要点と成果について述べる.ジャイロトロンでは,MIG型電子銃の設計に必要な諸量とそれらの関係,単一モード/コールドモデルに基づいたスケーリング則による基本設計を示す.大電力化と高周波数化に向けて,軸対称モード管,回廊モード管,モード変換器内蔵管,電位コレクタ搭載管と進んだ開発の歴史と各段階で発生した問題点と解決策を示すとともに,主要コンポーネントごとに開発の要点と今後の課題について述べる.
- 2010-02-25
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