AbstractThe quasi-optical beam launching antenna for the Electron Cyclotron Resonance Heating (ECRH) experiment at 140 GHz, 1.6 MW to the plasma, on the Frascati Tokamak Upgrade (FTU) has been successfully exploited in experimental operations. It provides four beams 400 kW each, with independent poloidal and toroidal steering capability and a maximum power density of 60 kW/cm2 at the plasma edge. The beam radius in the plasma is ≈20 mm, allowing a very high localisation of the absorbed power. The main characteristics of the antenna are:•Four movable launching mirrors under vacuum, far from the plasma edge (no movable parts near the plasma).•Oblique toroidal injection capability at fixed angles obtained with reflections on two fixed stainless steel plates, gold plated, inserted at the sides of the port.•Vacuum gate separating the main vacuum from the appendix containing the two matching mirrors and the barrier window (for safety and maintenance).•All movements are transferred outside the vacuum chamber through bellows and linear displacement. Actuators and encoders are in air.•Full capability to adjust small movements of the machine during cool-down and warm-up, preserving the alignment. Pattern measurements at low power before installation were performed to characterise the effects of the real system on the ideal shape and the polarisation of the launched beams, with particular attention to diffraction effects. Final control of the shape of the beams and the alignment of the mirrors in the system is performed after installation, under vacuum and with the tokamak at liquid nitrogen temperature, with the aid of a retractable probe and using a thermopile as the RF detector.
140 GHz、1.6 MWの電子サイクロトロン共鳴加熱（ECRH）実験用のフラスカティ・トカマク・アップグレード（FTU）における準光学ビーム発射アンテナは、実験運転において良好な成果を挙げている。本アンテナは、各400 kWの4本のビームを提供し、独立したポロイダル方向およびトロイダル方向のステアリング機能と、プラズマ端における最大出力密度60 kW/cm²を有する。プラズマ中のビーム半径は約20 mmであり、吸収電力の非常に高い局在化を可能にしている。本アンテナの主な特徴は以下の通りである：•プラズマ端から離れた真空内に設置された4枚の可動発射ミラー（プラズマ近傍に可動部品なし）。•ポート側面に挿入された2枚の固定ステンレス鋼板（金メッキ）への反射による、固定角度での斜めトロイダル方向入射能力。•主真空と、2枚の整合ミラーおよびバリア窓を収容する付属部を分離する真空ゲート（安全および保守用）。•すべての動きはベローズと直線変位機構を通じて真空容器外へ伝達される。アクチュエータとエンコーダは大気中に設置されている。•冷却時および昇温時における装置の微小な動きを補正する完全な調整能力を有し、アライメントを維持する。 設置前の低出力でのパターン測定は、理想的な形状および発射ビームの偏波に対する実システムの影響を特性評価するために実施された。設置後、真空下かつトカマクが液体窒素温度にある状態で、格納式プローブを用い、RF検出器としてサーモパイルを使用して、ビーム形状およびシステム内のミラーアライメントの最終確認が行われる。