AbstractThe development of high power CW gyrotrons for ECRH heating of fusion relevant plasmas has been in progress for several years in a joint collaboration between different European research institutes and an industrial partner. Two development are on going, aiming, respectively, towards a 0.51-MW–210-s gyrotron at 118 GHz for the tokamaks TCV of CRPP (2 s pulse length) and Tore Supra of CEA (210 s pulse length), and towards a 1 MW-CW gyrotron at 140 GHz for the stellarator W7-X under construction in Greifswald. Series 118 GHz gyrotrons have been delivered to CRPP and CEA. Long pulse results (15.5 s at 400 kW) as well as considerations on power modulation capabilities of the tube and on long pulse effects are discussed. In a second development program, a 1-MW/CW 140 GHz gyrotron with a CVD diamond window and a single-stage depressed collector has been designed and constructed as a first prototype for the 10-MW ECRH (Elecron Cyclotion Resonance Heating) system of the new stellarator experiment Wendelstein 7-X of IPP Greifswald/Germany. The gyrotron operates in the TE28,8 cavity mode and provides a linearly polarized, TEM0,0 Gaussian RF beam. It is composed of a diode MIG gun, an improved beam tunnel, a high-mode purity low-ohmic loss cavity, an optimized non-linear up-taper, a highly efficient internal quasi-optical mode converter employing an improved launcher together with one quasi-elliptical and two beam shaping reflectors, a large single stage depressed collector at ground potential with a beam sweeping magnet, and a horizontal RF output.
高出力連続波ジャイロトロンの開発は、核融合プラズマのECRH加熱を目的として、欧州の複数の研究機関と産業パートナーとの共同協力のもと、数年にわたり進められてきた。現在、2つの開発が進行中であり、それぞれ、CRPPのトカマクTCV用（パルス長2秒）として118GHzで0.51MW・210秒、およびグライフスヴァルトで建設中のステラレータW7-X用として140GHzで1MW・連続波を目標としている。118GHzジャイロトロンの量産機はCRPPおよびCEAに納入済みである。15.5秒・500kWの長時間パルス試験結果に加え、出力変調能力および長時間パルス動作時の効果に関する考察について議論する。第2の開発プログラムでは、グライフスヴァルトのIPPにおける新型ステラレータ実験装置W7-Xの10MW ECRHシステム用として、CVDダイヤモンド窓と単段式デプレステッドコレクタを備えた1MW・連続波140GHzジャイロトロンの第1号機が設計・製作された。本ジャイロトロンはTE28,8空洞モードで動作し、直線偏波のTEM0,0ガウス状RFビームを出力する。その構成は、ダイオード型MIG電子銃、改良型ビームトンネル、高モード純度・低オーミック損失空洞、最適化された非線形アップテーパ、改良型ランチャーと1枚の準楕円ミラーおよび2枚のビーム整形ミラーからなる高効率内部準光学モード変換器、接地電位に配置されビーム掃引磁石を備えた大型単段式デプレステッドコレクタ、そして水平方向RF出力部から成る。