JP2001338588A - Gyrotron and its manufacturing method - Google Patents
Gyrotron and its manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、核融合炉のプラ
ズマ加熱等に利用されるミリ波帯の大電力電磁波を出力
するジャイロトロン及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gyrotron for outputting a high-power electromagnetic wave in a millimeter wave band used for plasma heating of a nuclear fusion reactor and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】核融合等においてプラズマを加熱する手
段として、例えばミリ波帯の電磁波を用いる方法が知ら
れている。そして、このミリ波帯の大電力電磁波を発振
させるための発振源として、ジャイロトロンが有望視さ
れている。2. Description of the Related Art As means for heating plasma in nuclear fusion and the like, a method using, for example, an electromagnetic wave in a millimeter wave band is known. A gyrotron is expected as an oscillation source for oscillating the high power electromagnetic wave in the millimeter wave band.
【0003】従来のジャイロトロンの一例は、マグネト
ロン型電子銃で生成されてコレクタ側に向けて加速され
た旋回電子ビームが、ビームトンネルを通って空胴共振
器すなわちキャビティに導かれる構成になっている。キ
ャビティで生成されたミリ波は、放射器と反射器からな
る準光学的モード変換器すなわち反射型モード変換器で
平行ビーム状に変換され、出射ミラーにより反射されて
出力導波管部部の出力窓から外部へ導出される。One example of a conventional gyrotron has a configuration in which a swirling electron beam generated by a magnetron type electron gun and accelerated toward a collector is guided to a cavity or a cavity through a beam tunnel. I have. The millimeter wave generated in the cavity is converted into a parallel beam by a quasi-optical mode converter consisting of a radiator and a reflector, that is, a reflection mode converter, reflected by an output mirror, and output from an output waveguide section. It is led out from the window.
【0004】なお、電子銃部及びキャビティ部の外周に
は、それぞれ磁場発生コイルが配置され、さらに、コレ
クタの周りには用済後の電子ビームを掃引して捕捉させ
るためのスイープコイルが配置されている。A magnetic field generating coil is arranged around the outer periphery of the electron gun and the cavity, and a sweep coil is arranged around the collector for sweeping and capturing the used electron beam. ing.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、出力導波管
部部の出射窓には、キャビティにおいて生成されたミリ
波を減衰することなく通過させる特性が求められること
から、従来は高周波エネルギーの吸収の少ないセラミッ
クスやサファイア等が利用される。Since the output window of the output waveguide section is required to have a characteristic of transmitting the millimeter wave generated in the cavity without being attenuated, the output window has conventionally been required to absorb high-frequency energy. Ceramics, sapphire, etc., which have a small amount, are used.
【0006】しかしこれらは、誘電体損失が必ずしも小
さくなく、また熱伝導性も十分でなく、温度上昇および
放熱性に不十分さがある。However, these materials do not always have a small dielectric loss, do not have sufficient heat conductivity, and have insufficient temperature rise and heat dissipation.
【0007】この発明の目的は、出力窓の誘電体損失や
温度上昇による影響を受けにくく、信頼性の高い出力導
波管部を有するジャイロトロン及びその製造方法を提供
することにある。An object of the present invention is to provide a gyrotron having an output waveguide section which is hardly affected by a dielectric loss of an output window and a rise in temperature, and which has a highly reliable output waveguide section, and a method of manufacturing the same.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
に基づきなされたもので、キャビティで生成された電磁
波を外部に導く出力導波管部の出力窓が、単結晶又は多
結晶ダイヤモンドの薄板からなるジャイロトロンであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made based on the above problem, and an output window of an output waveguide portion for guiding an electromagnetic wave generated in a cavity to the outside is made of a single crystal or polycrystalline diamond. It is a gyrotron made of a thin plate.
【0009】また、その製造方法は、出力導波管部の一
部を構成する単結晶又は多結晶ダイヤモンド薄板からな
る出力窓の両面に中空の出力窓支持円筒の各一端側を気
密ろう接により固定し、これら出力窓支持円筒の各他端
側を、ボルト及びナットにより連結された一対の窓構体
保持用リングの内側に気密溶接し、窓構体保持用リング
の一方をジャイロトロン管本体に気密結合し、ジャイロ
トロン管本体の管内を排気する工程では一対の窓構体保
持用リングを連結しているナットを緩めた状態で各部材
をガス出し加熱しながら排気をし、この排気工程を終了
した後にナットを締め付けて一対の窓構体保持用リング
を機械的に一体結合することを特徴とする。Further, the manufacturing method is such that one end of a hollow output window support cylinder is airtightly brazed to both surfaces of an output window made of a single crystal or polycrystalline diamond thin plate constituting a part of an output waveguide portion. The other end of each of these output window support cylinders is hermetically welded to the inside of a pair of window structure holding rings connected by bolts and nuts, and one of the window structure holding rings is airtight to the gyrotron tube main body. In the step of connecting and exhausting the inside of the gyrotron tube main body, each member is exhausted while heating and exhausting while loosening the nut connecting the pair of window structure holding rings, and the exhausting process is completed. Later, the nut is tightened to mechanically integrally couple the pair of window structure holding rings.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、図面を用いてこの発明の実
施の形態であるジャイロトロンについて詳細に説明す
る。図1に示されるように、ジャイロトロン1は、中空
の旋回電子ビーム2を生成するマグネトロン型電子銃3
と、この電子銃3により生成された電子ビーム2をキャ
ビティ7に案内するビームトンネル6を有する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A gyrotron according to an embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a gyrotron 1 includes a magnetron type electron gun 3 for generating a hollow swirling electron beam 2.
And a beam tunnel 6 for guiding the electron beam 2 generated by the electron gun 3 to the cavity 7.
【0011】電子銃3とコレクタ5との間には、電子銃
3で生成された電子ビーム2と相互作用してミリ波又は
マイクロ波を生起させる空胴共振器すなわちキャビティ
7が設けられている。Between the electron gun 3 and the collector 5, there is provided a cavity or cavity 7 which interacts with the electron beam 2 generated by the electron gun 3 to generate a millimeter wave or a microwave. .
【0012】キャビティ7とコレクタ5との間には、放
射器9及び反射器10を含み、キャビティ7で生起され
た電磁波8を平行ビーム状に変換する準光学的モード変
換器11と、このモード変換器11により平行ビーム状
に変換された電磁波8を反射する出射ミラー12とが設
けられている。出射ミラー12により反射された平行ビ
ーム状の電磁波8は、出力導波管13の出力窓14を通
じてジャイロトロン1の外部に導出される。なお、電子
銃部やキャビティ部、或いはコレクタの外周には、それ
ぞれ磁場発生コイル、或いはスイープコイル4が配置さ
れる。A quasi-optical mode converter 11 including a radiator 9 and a reflector 10 between the cavity 7 and the collector 5 for converting the electromagnetic wave 8 generated in the cavity 7 into a parallel beam, An output mirror 12 that reflects the electromagnetic wave 8 converted into a parallel beam by the converter 11 is provided. The parallel beam-shaped electromagnetic wave 8 reflected by the emission mirror 12 is led out of the gyrotron 1 through the output window 14 of the output waveguide 13. A magnetic field generating coil or a sweep coil 4 is arranged on the outer periphery of the electron gun, the cavity, or the collector.
【0013】そこで、出力導波管部13の出力窓14
は、例えば、ダイヤフィルム(商品名)等に代表される
単結晶または多結晶のダイヤモンドの薄板で構成されて
いる。それは、例えば熱伝導率が、銅(Cu)やベリリ
ウム(Be)等の5倍以上であり、電磁波の透過性も
0.3〜100μmの広範囲の波長を低損失で通過させ
る特性を持っている。しかしその反面、このダイヤモン
ド薄板は、金属円筒等との気密ろう接部が機械的に十分
な強度が得難く、実際の適用においては工夫が要求され
る。Therefore, the output window 14 of the output waveguide section 13
Is made of, for example, a single crystal or polycrystalline diamond thin plate typified by a diamond film (trade name) or the like. It has, for example, a thermal conductivity that is at least five times that of copper (Cu) or beryllium (Be) or the like, and also has a property of transmitting a wide range of wavelengths of 0.3 to 100 μm with low loss, and a transmittance of electromagnetic waves. . However, on the other hand, in this diamond thin plate, it is difficult to mechanically obtain a sufficient strength at an airtight brazing portion with a metal cylinder or the like, and contrivance is required in actual application.
【0014】次に、図2ないし図6を用いて、ダイヤモ
ンド薄板からなる出力窓を有するジャイロトロンの出力
導波管部の好ましい組立手順を説明する。まず、図2に
示すように、出力窓構体20を製作する。すなわち、ダ
イヤモンド薄板からなる出力窓14の両面に、出力導波
管部の一部を構成するフランジ付きの出力窓支持内筒2
1,22を真空気密にろう接により固定する。これら出
力窓支持内筒21,22は、例えばインコネル(Ni一
Cr一Fe合金)製であり、その外方折曲げフランジ部
21a,22aを出力窓14の外周近傍に例えばアルミ
ニウム(Al)系のろう材によりそれぞれ気密接合す
る。これらの気密ろう接部を符号23,23であらわし
ている。Next, a preferred procedure for assembling the output waveguide section of the gyrotron having an output window made of a thin diamond plate will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 2, the output window structure 20 is manufactured. That is, on both surfaces of the output window 14 made of a diamond thin plate, the output window support inner cylinder 2 with a flange forming a part of the output waveguide portion is provided.
1 and 22 are vacuum-tightly fixed by brazing. These output window support inner cylinders 21 and 22 are made of, for example, Inconel (Ni-Cr-Fe alloy), and have outwardly bent flange portions 21a and 22a near the outer periphery of the output window 14, for example, aluminum (Al) -based. Each is hermetically joined by a brazing material. These airtight brazing portions are represented by reference numerals 23,23.
【0015】なお、支持内筒のフランジ部21a,22
aには、出力窓14よりも熱膨張率の高いインコネルの
熱膨張を抑制するためのモリブデン(Mo)あるいはT
ZMのようなモリブデン合金のバックアップリング2
4,25が一体的に固定されている。また、出力窓14
の外周縁14aは、支持内筒のフランジ部21a,22
a及びバックアップリング24,25の外径寸法よりも
大きく構成され、突出している。この出力窓の突出した
外周縁14aは、後述するように、冷却媒体と直接接触
して出力窓全体の放熱又は冷却に利用される。Incidentally, the flange portions 21a, 22 of the support inner cylinder are provided.
a includes molybdenum (Mo) or T for suppressing thermal expansion of Inconel having a higher thermal expansion coefficient than the output window 14.
Molybdenum alloy backup ring 2 such as ZM
4 and 25 are integrally fixed. The output window 14
Outer peripheral edge 14a of the support inner cylinder is provided with flange portions 21a, 22
a and the outer diameters of the backup rings 24 and 25 are made larger and protrude. As will be described later, the outer peripheral edge 14a of the output window is in direct contact with the cooling medium and is used for heat radiation or cooling of the entire output window.
【0016】図3は、図2に示した出力窓構体20を、
出力窓保持構体30の内側に気密溶接により一体結合し
た構造を示し、次にその製造手順を説明する。まず、ス
テンレス鋼のような厚肉の高強度材からなる一対の窓構
体保持用リング31,41を用意する。FIG. 3 shows the output window structure 20 shown in FIG.
A structure in which the output window holding structure 30 is integrally connected to the inside of the output window holding structure 30 by airtight welding is shown. Next, a manufacturing procedure thereof will be described. First, a pair of window structure holding rings 31, 41 made of a thick high-strength material such as stainless steel is prepared.
【0017】一方の保持用リング31には、ジャイロト
ロン管本体に気密溶接するための薄肉フランジ32、及
び冷却ジャケット締結用フランジ33が、それぞれ一端
側に外方に突出して設けられている。また、内側の所定
位置には被溶接段部34が設けられている。さらに、他
端側にはサークル状に複数のボルト35がねじ込まれ、
ナット36により締付け固定されている。なお、同図に
は1組のボルト、ナットのみが図示されている。On one holding ring 31, a thin flange 32 for hermetically welding to the gyrotron tube main body and a cooling jacket fastening flange 33 are provided on one end side so as to protrude outward. Further, a stepped portion 34 to be welded is provided at a predetermined position inside. Further, a plurality of bolts 35 are screwed into the other end side in a circle,
It is fastened and fixed by a nut 36. FIG. 1 shows only one set of bolts and nuts.
【0018】他方の保持用リング41には、冷却ジャケ
ット装着用フランジ42、及びボルト・ナットによる連
結用フランジ43が設けられ、さらに内側所定位置に被
溶接段部44が設けられている。The other holding ring 41 is provided with a flange 42 for mounting a cooling jacket and a connecting flange 43 using bolts and nuts, and a step 44 to be welded is provided at a predetermined inner position.
【0019】そこで、両保持用リング31,41を出力
窓構体20の外周側に配置し、ボルト35を連結用フラ
ンジ43に通すとともに、各被溶接段部34,44が出
力窓支持用円筒21,22の開口端部に一致するように
位置決めし、連結用フランジ43の両側のナット45,
46を締付けて一体結合する。そして、出力窓支持用円
筒21,22の開口端部と各被溶接段部34,44とを
それぞれ溶接部B1,B2で真空気密に接合し、一体化
する。Therefore, both the holding rings 31, 41 are arranged on the outer peripheral side of the output window structure 20, the bolt 35 is passed through the connecting flange 43, and the steps 34, 44 are welded to the output window supporting cylinder 21. , 22 and the nuts 45 on both sides of the connecting flange 43.
46 is tightened and integrally joined. Then, the open ends of the output window supporting cylinders 21 and 22 and the steps 34 and 44 to be welded are welded to each other at the welded portions B1 and B2 in a vacuum-tight manner to be integrated.
【0020】なお、この組立工程においては、次のよう
な組立手順でもよい。すなわちまず、一方の保持用リン
グ31の内側に出力窓構体20の一方の支持円筒21を
装着してこの支持円筒21の開口端部と被溶接段部34
とを気密溶接して一体化する。次に出力窓構体20の他
方の支持円筒22の外周に他方の保持用リング41を嵌
め、支持用円筒22の開口端部と被溶接段部44とが一
致するように位置決めして連結用フランジ43にボルト
35、ナット45,46で締結する。そして、支持用円
筒22の開口端部と被溶接段部44とを溶接部B2で真
空気密に接合し、一体化する。In this assembling step, the following assembling procedure may be used. That is, first, one support cylinder 21 of the output window structure 20 is mounted inside the one holding ring 31 and the open end of the support cylinder 21 and the stepped portion 34 to be welded.
And are hermetically welded and integrated. Next, the other holding ring 41 is fitted around the outer periphery of the other support cylinder 22 of the output window structure 20, and the connection end is positioned so that the opening end of the support cylinder 22 and the stepped portion 44 to be welded coincide with each other. 43 is fastened with bolts 35 and nuts 45 and 46. Then, the opening end of the support cylinder 22 and the stepped portion 44 to be welded are joined in a vacuum-tight manner at the welded portion B2 to be integrated.
【0021】このように組立てた出力窓構体を有する出
力窓保持構体30は、次に図4に示すように、ジャイロ
トロン管本体の出力導波管結合部13aに適合され、両
溶接用薄肉フランジ13b,32の外周縁が溶接部B3
で真空気密に接合される。Next, as shown in FIG. 4, the output window holding structure 30 having the output window structure assembled as described above is fitted to the output waveguide coupling portion 13a of the gyrotron tube main body, and the two thin flanges for welding are used. The outer peripheral edges of 13b and 32 are welded portions B3
Are bonded in a vacuum-tight manner.
【0022】なお、ジャイロトロン管本体の出力導波管
結合部13aには、予め、冷媒室13c、冷媒導入管1
3d及び排出管13eが設けられている。また、先端部
には、例えば銅円筒からなるろう接部保護円筒27が固
定されている。このろう接部保護円筒27は、出力窓構
体の支持円筒21の内側にわずかな隙間を保って挿入さ
れるようになっており、その開口端27aは出力窓14
に同様にわずかな隙間を保って近接するように配置され
る。こうしてジャイロトロン管本体は、導波管部の出力
窓14を含めて真空容器部分が構成される。The output waveguide coupling portion 13a of the gyrotron tube main body has a refrigerant chamber 13c and a refrigerant introduction tube 1 in advance.
3d and a discharge pipe 13e are provided. Further, a brazing portion protection cylinder 27 made of, for example, a copper cylinder is fixed to the tip end. The brazing portion protection cylinder 27 is inserted into the support cylinder 21 of the output window structure with a slight gap therebetween.
Similarly, they are arranged close to each other with a small gap. In this way, the gyrotron tube main body constitutes a vacuum vessel part including the output window 14 of the waveguide part.
【0023】次に図5に示すようにしてジャイロトロン
管本体の管内の排気をする。すなわち、排気工程に先立
って、導波管部の出力窓構体20のダイヤモンド板から
なる出力窓14を外周で保持している窓保持構体30の
一対の窓構体保持リング31,41を連結している連結
ボルト35に螺合させ締付けているナット45,46を
緩める。それによって、出力窓構体20を外周で機械的
に保持している一対の窓構体保持リング31,41は、
導波管部の長手方向には相互に実質的にフリーな状態に
なっている。Next, the inside of the gyrotron tube is evacuated as shown in FIG. That is, prior to the evacuation process, the pair of window structure holding rings 31 and 41 of the window holding structure 30 that holds the output window 14 made of the diamond plate of the output window structure 20 of the waveguide section at the outer periphery are connected. The nuts 45 and 46 which are screwed and fastened to the connection bolt 35 are loosened. Thereby, the pair of window structure holding rings 31 and 41 that mechanically holds the output window structure 20 on the outer periphery is
The waveguide sections are substantially free from each other in the longitudinal direction.
【0024】そして、この状態でジャイロトロン管本体
を加熱・排気炉内に入れ、各部のガス出しのための加
熱、すなわちベーキングをしながら排気をする。一対の
窓構体保持リング31,41が相互に実質的にフリー状
態になっているため、このガス出し加熱・排気工程で、
出力窓14の支持円筒21,22とそれらの外周に配置
された窓保持構体30との間の熱膨張差による応力が出
力窓14の気密ろう接部23に加わることが防止され
る。Then, in this state, the gyrotron tube main body is placed in a heating / exhaust furnace, and each part is heated for gas release, that is, exhausted while baking. Since the pair of window structure holding rings 31 and 41 are substantially free from each other, in this gas discharge heating and exhausting step,
A stress due to a difference in thermal expansion between the support cylinders 21 and 22 of the output window 14 and the window holding structure 30 arranged on the outer periphery thereof is prevented from being applied to the airtight brazing portion 23 of the output window 14.
【0025】この排気工程が終了して常温に冷却した段
階で、一対の窓構体保持リング31,41を連結ボルト
35に螺合させているナット45,46を再び締付け
て、出力窓構体20を外周で機械的に強固に保持させ
る。At the stage when the exhaust process is completed and the temperature is cooled to room temperature, the nuts 45 and 46 for screwing the pair of window structure holding rings 31 and 41 to the connection bolts 35 are tightened again, and the output window structure 20 is moved. The outer periphery is mechanically firmly held.
【0026】次に、図6に示すように、外部導波管接続
用フランジを兼ねる冷却ジャケット51を、窓保持構体
30に結合する。この冷却ジャケット51は、概ね全体
がステンレス鋼製で、外部導波管接続用フランジ部5
2、冷却ジャケット部53、その連結フランジ部54、
冷媒導入管55、排出管56、及び内周部に接合された
固定された銅製円筒からなるろう接部保護円筒28を備
えている。Next, as shown in FIG. 6, a cooling jacket 51 also serving as an external waveguide connecting flange is connected to the window holding structure 30. The cooling jacket 51 is generally made of stainless steel, and has a flange portion 5 for connecting an external waveguide.
2, the cooling jacket 53, its connecting flange 54,
A coolant introduction pipe 55, a discharge pipe 56, and a brazing part protection cylinder 28 made of a fixed copper cylinder joined to the inner peripheral part are provided.
【0027】そしてこの冷却ジャケット51は、O−リ
ングすなわちパッキング57,58を凹溝に装着して窓
保持構体30にボルト59、ナット60で締付けて一体
的に結合する。ろう接部保護円筒28は、出力窓構体の
支持円筒22の内側にわずかな隙間を保って挿入される
ようになっており、その開口端28aは出力窓14にわ
ずかな隙間を保って近接して配置される。The cooling jacket 51 is integrally connected to the window holding structure 30 by mounting O-rings, that is, packings 57 and 58 in the concave grooves, by tightening with bolts 59 and nuts 60. The brazing portion protection cylinder 28 is inserted with a small gap inside the support cylinder 22 of the output window structure, and its open end 28a is close to the output window 14 with a small gap. Placed.
【0028】これらのろう接部保護円筒27,28は、
この導波管部を通る電磁波に対して出力窓14の気密ろ
う接部23を電気的にシールドし、破損を未然に防止す
る機能を有する。また、冷却ジャケット部の冷媒導入管
55から導入されて冷媒室61内を循環して排出管56
から排出される冷媒により、出力窓14の外周縁14a
が直接冷却され、また、バックアップリング24,25
や、支持円筒21,22、連結ボルト35等が一緒に冷
却される。These brazing portion protection cylinders 27, 28
It has a function of electrically shielding the airtight brazing portion 23 of the output window 14 against electromagnetic waves passing through the waveguide portion, thereby preventing damage beforehand. In addition, the refrigerant is introduced from the refrigerant introduction pipe 55 of the cooling jacket portion, circulates in the refrigerant chamber 61, and is discharged.
Of the output window 14 due to the refrigerant discharged from the
Is cooled directly and the backup rings 24, 25
Also, the support cylinders 21 and 22 and the connection bolt 35 are cooled together.
【0029】こうして、出力窓構体20及び窓保持構体
30が全体的に強制冷却される。それによって、ジャイ
ロトロンの動作中も出力窓の気密ろう接部に各部材の熱
膨張差による応力の集中が抑制され、信頼性の高い動作
が保証される。Thus, the output window structure 20 and the window holding structure 30 are forcibly cooled as a whole. Thereby, even during the operation of the gyrotron, the concentration of stress due to the difference in thermal expansion of each member at the airtight brazing portion of the output window is suppressed, and a highly reliable operation is guaranteed.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
ダイヤモンド薄板からなる出力窓の気密接合部に不所望
な応カがかからず、信頼性の高い出力導波管部を備える
ジャイロトロンが得られる。それによって、高周波出力
の減衰が少なく、安定な動作を補償することができる。As described above, according to the present invention,
A gyrotron provided with a highly reliable output waveguide section without an undesired response being applied to an airtight joint of an output window made of a thin diamond plate. Thereby, the attenuation of the high frequency output is small, and stable operation can be compensated.
【図1】この発明の実施の形態が適用されるジャイロト
ロンを示す概略図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a gyrotron to which an embodiment of the present invention is applied.
【図2】図1に示したジャイロトロンの出力窓の近傍の
構造を説明する要部縦断面図。FIG. 2 is a vertical sectional view of a main part for explaining a structure near an output window of the gyrotron shown in FIG. 1;
【図3】図2に示した出力窓とジャイロトロンの組立工
程を説明する要部縦断面図。FIG. 3 is a vertical sectional view of a main part for explaining an assembling process of the output window and the gyrotron shown in FIG. 2;
【図4】図3に示した工程に引き続く組立工程を説明す
る要部縦断面図。FIG. 4 is an essential part longitudinal cross sectional view for explaining an assembling step following the step shown in FIG. 3;
【図5】図4に示した工程に引き続く組立工程を説明す
る要部縦断面図。FIG. 5 is an essential part longitudinal cross sectional view for explaining an assembling step following the step shown in FIG. 4;
【図6】図5に示した工程に引き続く組立工程を説明す
る要部縦断面図。6 is an essential part longitudinal cross sectional view for explaining an assembling step following the step shown in FIG. 5;
1・・・ジャイロトロン、 3・・・電子銃、 6・・・ビームトンネル、 7・・・キャビティ、 13・・・出力導波管、 14・・・ダイヤモンド薄板製出力窓、 20,22・・・出力窓支持円筒、 23,23・・・気密ろう接部、 30・・・窓保持構体、 31,41・・・窓構体保持リング、 35・・・ボルト、 45,46・・・ナット、 51・・・冷却ジヤケット、 B1,B2,B3・・・気密溶接部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gyrotron, 3 ... Electron gun, 6 ... Beam tunnel, 7 ... Cavity, 13 ... Output waveguide, 14 ... Diamond thin plate output window, 20, 22. ..Output window support cylinders, 23,23 ... airtight brazing parts, 30 ... window holding structures, 31, 41 ... window structure holding rings, 35 ... bolts, 45, 46 ... nuts , 51 ... cooling jacket, B1, B2, B3 ... airtight welded parts.
フロントページの続き (72)発明者 春日井 敦 茨城県那珂郡那珂町大字向山801番地の1 日本原子力研究所那珂研究所内 (72)発明者 假家 強 栃木県大田原市下石上字東山1385番の1 株式会社東芝那須電子管工場内 Fターム(参考) 5C029 RR04 Continued on the front page (72) Atsushi Kasugai 801-1, Mukoyama, Oaza, Naka-machi, Naka-gun, Ibaraki Pref. Inside the Japan Atomic Energy Research Institute Naka Research Institute F-term in Toshiba Nasu electron tube factory (reference) 5C029 RR04
Claims (2)
相互作用をして電磁波を生成するキャビティと、このキ
ャビティで生成された電磁波を外部に導く出力導波管部
と、この出力導波管部の所定位置に設けられ、装置外部
と装置内部とを真空気密に隔てるとともに、前記電磁波
を装置外部に導出する出力窓とを有するジャイロトロン
において、 前記出力窓は、単結晶又は多結晶ダイヤモンドの薄板か
らなることを特徴とするジャイロトロン。1. A cavity that interacts with a swirling electron beam emitted from an electron gun to generate an electromagnetic wave, an output waveguide unit that guides the electromagnetic wave generated by the cavity to the outside, and the output waveguide. A gyrotron provided at a predetermined position of the unit and separating the outside of the device from the inside of the device in a vacuum-tight manner, and having an output window for guiding the electromagnetic wave to the outside of the device, wherein the output window is made of a single crystal or polycrystalline diamond. A gyrotron comprising a thin plate.
は多結晶ダイヤモンドの薄板からなる出力窓の両面に中
空の出力窓支持円筒の各一端側を気密ろう接により固定
し、 上記出力窓支持円筒の各他端側を、ボルト及びナットに
より連結された一対の窓構体保持用リングの内側に気密
溶接し、 上記窓構体保持用リングの一方をジャイロトロン管本体
に気密結合し、 上記ジャイロトロン管本体の管内を排気する工程では、
上記一対の窓構体保持用リングを連結している上記ナッ
トを緩めた状態で、各部材をガス出し加熱しながら排気
をし、 上記排気工程を終了した後に上記ナットを締め付けて上
記一対の窓構体保持用リングを機械的に一体結合するこ
とを特徴とするジャイロトロンの製造方法。2. One end of a hollow output window support cylinder is fixed to both surfaces of an output window made of a single crystal or polycrystalline diamond thin plate constituting a part of an output waveguide portion by airtight brazing. Each other end of the output window support cylinder is airtightly welded to the inside of a pair of window structure holding rings connected by bolts and nuts, and one of the window structure holding rings is airtightly connected to the gyrotron tube main body, In the step of exhausting the inside of the gyrotron tube main body,
In a state where the nuts connecting the pair of window structure holding rings are loosened, each member is exhausted while degassing and heating. After the evacuation process, the nuts are tightened and the pair of window structures are tightened. A method for manufacturing a gyrotron, wherein a retaining ring is mechanically integrally joined.
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