Megawatt-class gyrotrons covering a wide frequency range (14 GHz–300 GHz) are in increasing demand for nuclear fusion. Recent electron cyclotron heating and electron cyclotron current drive experiments highlight a requirement of megawatt-scale gyrotrons at a relatively lower frequency (14–35 GHz) range of some plasma devices, like GAMMA 10/PDX of the University of Tsukuba, QUEST of Kyushu University, NSTX-U of Princeton Plasma Physics Laboratory, and Heliotron J of Kyoto University. Collaborative studies for designing a new 28 GHz/35 GHz dual-frequency gyrotron and a 14 GHz gyrotron have commenced. Operation above 1 MW of 28 GHz/35 GHz dual oscillation was demonstrated experimentally. Further in the design of dual-frequency gyrotron, operations with 2 MW 3 s and 0.4 MW CW (continuous wave) at 28 GHz, and power exceeding 1 MW for 3 s at 34.8 GHz have been shown to be feasible. The 14 GHz gyrotron is expected to operate above 1 MW. We are also developing higher frequency gyrotrons (77–300 GHz). The joint program of National Institute for Fusion Science and the University of Tsukuba developed two new 154 GHz gyrotrons for the large helical device after the demonstration of three 77 GHz gyrotrons. The 154 GHz gyrotrons achieved a maximum output power of 1.25 MW and quasi-CW operation of 0.35 MW for 30 min.
メガワット級ジャイロトロンは、広い周波数範囲（14 GHz～300 GHz）をカバーし、核融合における需要が高まっている。最近の電子サイクロトロン加熱および電子サイクロトロン電流駆動実験は、筑波大学のGAMMA 10/PDX、九州大学のQUEST、プリンストン大学プラズマ物理研究所のNSTX-U、京都大学のHeliotron Jなどの一部のプラズマ装置において、比較的低い周波数範囲（14～35 GHz）でのメガワット級ジャイロトロンの必要性を強調している。新型の28 GHz/35 GHz二周波ジャイロトロンおよび14 GHzジャイロトロンの設計に関する共同研究が開始されている。28 GHz/35 GHzの二周波発振における1 MW超の動作が実験的に実証された。さらに、二周波ジャイロトロンの設計において、28 GHzでの2 MW・3秒および0.4 MW連続波（CW）動作、ならびに34.8 GHzでの1 MW超・3秒動作が実現可能であることが示されている。14 GHzジャイロトロンは1 MW超での動作が見込まれている。また、より高い周波数（77～300 GHz）のジャイロトロンの開発も進めている。筑波大学と核融合科学研究所の共同プログラムでは、大型ヘリカル装置向けに3基の77 GHzジャイロトロンの実証に続き、2基の新型154 GHzジャイロトロンを開発した。154 GHzジャイロトロンは、最大出力1.25 MWおよび30分間の準連続波（0.35 MW）動作を達成した。