Progress in the worldwide development of high-power gyrotrons for magnetic confinement fusion plasma applications is described. After technology breakthroughs in research on gyrotron components in the 1990s, significant progress has been achieved in the last decade, in particular, in the field of long-pulse and continuous wave (CW) gyrotrons for a wide range of frequencies. At present, the development of 1 MW-class CW gyrotrons has been very successful; these are applicable for self-ignition experiments on fusion plasmas and their confinement in the tokamak ITER, for long-pulse confinement experiments in the stellarator Wendelstein 7-X (W7-X) and for EC H&CD in the future tokamak JT-60SA. For this progress in the field of high-power long-pulse gyrotrons, innovations such as the realization of high-efficiency stable oscillation in very high order cavity modes, the use of single-stage depressed collectors for energy recovery, highly efficient internal quasi-optical mode converters and synthetic diamond windows have essentially contributed. The total tube efficiencies are around 50% and the purity of the fundamental Gaussian output mode is 97% and higher. In addition, activities for advanced gyrotrons, e.g. a 2 MW gyrotron using a coaxial cavity, multi-frequency 1 MW gyrotrons and power modulation technology, have made progress.
核融合プラズマ閉じ込めのための高出力ジャイロトロンの世界的な開発の進展について述べる。1990年代におけるジャイロトロン構成要素に関する研究の技術的ブレークスルーを経て、この10年間で、特に広い周波数範囲にわたる長パルス・連続波（CW）ジャイロトロンの分野において顕著な進歩が達成された。現在、1 MW級CWジャイロトロンの開発は非常に成功しており、これらはトカマク型核融合炉ITERにおける自己点火実験、ヘリカル型核融合装置Wendelstein 7-X（W7-X）における長パルス閉じ込め実験、および将来のトカマク型装置JT-60SAにおけるEC H&CD（電子サイクロトロン加熱・電流駆動）に適用可能である。この高出力長パルスジャイロトロンの進歩には、非常に高次のキャビティモードにおける高効率・安定発振の実現、エネルギー回収のための単段式デプレストコレクタの採用、高効率な内部準光学モード変換器、および合成ダイヤモンド窓の開発などの革新的技術が本質的に貢献した。総合効率は約50%に達し、基本ガウスモード出力の純度は97%以上である。さらに、同軸キャビティを用いた2 MWジャイロトロン、多周波数1 MWジャイロトロン、およびパワー変調技術などの先進的ジャイロトロンに関する取り組みも進展している。