The electron beam current of high-power, long-pulse gyrotrons for fusion devices is typically controlled to remain constant by adjusting the power to the cathode heater by using a pre-programmed waveform. However, this pre-programmed waveform is usually developed through a time-consuming trial and error process and its precision is low. Therefore, a system to automatically control electron beam current was developed and its performance was tested with one of the JADA/QST-manufactured gyrotrons for ITER. The control system automatically adjusted beam current to a target value of 47 A within ±0.5% for 900 s. This high-precision beam current control can maintain an output power of 1 MW and, being automated, it is useful for power on/off modulation operations. If the operation is switched from continuous to modulated, the beam current can be changed to compensate for the decrease in emission cooling of the cathode. This automatic control system demonstrates the quick recovery of a stable beam current in modulation operations.
核融合装置用の高出力・長パルスジャイロトロンの電子ビーム電流は、通常、事前にプログラムされた波形を使用して陰極ヒーターへの電力を調整することにより、一定に保つように制御される。しかしながら、この事前にプログラムされた波形は通常、時間のかかる試行錯誤のプロセスを通じて開発され、その精度は低い。そこで、電子ビーム電流を自動制御するシステムを開発し、JADA/QSTが製造したITER用ジャイロトロンの1つでその性能を試験した。制御システムは、ビーム電流を目標値47 Aに対し±0.5%以内で900秒間自動調整した。この高精度なビーム電流制御は、1 MWの出力電力を維持でき、自動化されているため、電力オン/オフ変調動作に有用である。動作が連続から変調に切り替えられた場合、陰極のエミッション冷却の減少を補償するためにビーム電流を変更できる。この自動制御システムは、変調動作における安定したビーム電流の迅速な回復を実証する。