Significant advancements have been achieved in facilitating high-power and long-pulse operation up to 310 s by developing novel techniques for ion cyclotron range of frequency (ICRF) wave heating systems on EAST. This paper presents an overview of the current status of the ICRF facility, spotlighting the principal modifications implemented on the original installation and the corresponding results. A new ICRF antenna has been devised, featuring an increased toroidal distance between the straps. This design reduces the parallel wave number, augments wave coupling efficiency, and boosts plasma heating performance. A novel active water-cooling mechanism for the Faraday screen (FS) has been introduced to ensure the FS temperature remains within a safe range during long-pulse and high-power operations. An impedance transformer has also been developed to diminish the voltage in the transmission line. A load-tolerant matching network with a conjugate-T configuration guarantees stable operation by maintaining low reflection across a broad spectrum of antenna loads. Moreover, a rapid and real-time impedance matching methodology has been successfully incorporated, empowering the system to adapt the matching system to the fluctuating antenna load dynamically. Thanks to these optimizations and upgrades, during the EAST experiments, we attained 2.2 MW of ICRF power for 2 s and maintained 1.2 MW for 310 s.
EASTにおけるイオンサイクロトロン周波数帯（ICRF）波動加熱システムのための新規技術の開発により、310 sまでの高電力・長パルス運転を実現する上で大きな進展が達成された。本論文では、ICRF設備の現状について概説し、当初の設備に施された主要な改良とそれに対応する結果に焦点を当てる。ストラップ間のトロイダル方向距離を増大させた新しいICRFアンテナが考案された。この設計は、平行波数を低減し、波動結合効率を高め、プラズマ加熱性能を向上させる。ファラデーシールド（FS）の温度を長パルス・高電力運転中に安全な範囲内に保つために、FSのための新しい能動水冷機構が導入された。また、伝送線路内の電圧を低減するためのインピーダンス変成器が開発された。共役T構成を有する負荷耐性整合ネットワークは、広範囲のアンテナ負荷にわたって低反射を維持することにより、安定した動作を保証する。さらに、高速かつリアルタイムのインピーダンス整合手法が首尾よく組み込まれ、システムが変動するアンテナ負荷に動的に整合系を適応させることを可能にした。これらの最適化と改良により、EAST実験中に、2.2 MWのICRF電力を2 s間達成し、1.2 MWを310 s間維持した。