JPS6132333A - ジヤイロトロン装置 - Google Patents
ジヤイロトロン装置Info
- Publication number
- JPS6132333A JPS6132333A JP15120084A JP15120084A JPS6132333A JP S6132333 A JPS6132333 A JP S6132333A JP 15120084 A JP15120084 A JP 15120084A JP 15120084 A JP15120084 A JP 15120084A JP S6132333 A JPS6132333 A JP S6132333A
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- Japan
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- mirror
- electromagnetic waves
- electromagnetic wave
- electron beam
- corrugates
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- H01J25/02—Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators
- H01J25/025—Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators with an electron stream following a helical path
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は核融合炉のプラズマなどを加熱する電磁波ビー
ムを発生するジャイロトロン装置に関する。
ムを発生するジャイロトロン装置に関する。
従来のジャイロトロン装置は、第７図に示すように、電
子ビームを２方向に発生する電子銃１と、この電子銃１
から発射された電子ビームにサイクロトロン運動を起こ
させる磁気コイル２と、この電子ビームから得られる電
磁波を共振させて電磁波のみを出力する出力部８とで主
；＝構成されている。
子ビームを２方向に発生する電子銃１と、この電子銃１
から発射された電子ビームにサイクロトロン運動を起こ
させる磁気コイル２と、この電子ビームから得られる電
磁波を共振させて電磁波のみを出力する出力部８とで主
；＝構成されている。
電子銃１は電子放出帯４を設けた陰極５と、この陰極５
に同軸状に対抗配置された第１の陽極６と、この第１の
陽極６で、＠極５より引出された電子を２方向に導き、
第２の陽極７によって中空の電子ビーム８を発生するよ
うに構成されてぃ乏。
に同軸状に対抗配置された第１の陽極６と、この第１の
陽極６で、＠極５より引出された電子を２方向に導き、
第２の陽極７によって中空の電子ビーム８を発生するよ
うに構成されてぃ乏。
尚、電子銃１は、各層８ｉｉｓ、６．７に、それぞれの
間を絶縁する絶縁体９・・・と、それぞれの間に電圧を
印加する電源ｔｏ、ｉｉが設けられ、電子ビーム８を整
形する電子銃コイル１２が配置されている。
間を絶縁する絶縁体９・・・と、それぞれの間に電圧を
印加する電源ｔｏ、ｉｉが設けられ、電子ビーム８を整
形する電子銃コイル１２が配置されている。
出力部８は、第２の陽極７と同電位の共振部１３゜出力
整合部１４．ビームコレクタ部１５および出力導枝部１
６と電気的に分離し電磁波のみを通すセラミック製の出
力窓とで主に構成されている。すなわち、電子銃１から
出力部８に導出された電子ビーム８は、磁気コイル２に
より生じる電子振動を共振部１３で共振させて所定の電
磁波となるように整合部１４で整合して出力窓１７を介
して導波部１６に電磁波のみを出力するように動作する
。共振部１３および整合部１４を通過する電子ビームは
ビームコレクタ部１５の壁面に衝突し熱に変換される。
整合部１４．ビームコレクタ部１５および出力導枝部１
６と電気的に分離し電磁波のみを通すセラミック製の出
力窓とで主に構成されている。すなわち、電子銃１から
出力部８に導出された電子ビーム８は、磁気コイル２に
より生じる電子振動を共振部１３で共振させて所定の電
磁波となるように整合部１４で整合して出力窓１７を介
して導波部１６に電磁波のみを出力するように動作する
。共振部１３および整合部１４を通過する電子ビームは
ビームコレクタ部１５の壁面に衝突し熱に変換される。
この時の熱は出力部８の壁面に設けた冷却水の流通する
冷却装置１８によって冷却される。また、電子銃１およ
び出力部３の内部は真空になっている。
冷却装置１８によって冷却される。また、電子銃１およ
び出力部３の内部は真空になっている。
このように構成された従来のジャイロトロン装置であっ
ては、扱う電子共鳴の周波数が高りために共振部の寸法
を大きく取れず、共振器−壁面で生ずる過大なジュール
熱のために、大出力の装置を得ることが困難であった。
ては、扱う電子共鳴の周波数が高りために共振部の寸法
を大きく取れず、共振器−壁面で生ずる過大なジュール
熱のために、大出力の装置を得ることが困難であった。
故に、核融合装置のプラズマを加熱する為には極めて多
数の装置を配置しなければならないなどの欠点があった
。
数の装置を配置しなければならないなどの欠点があった
。
この発明は、上述した従来装置の欠点に鑑み為されたも
ので、プラズマ加熱に適するように直線偏波でちる電磁
波を単一方向に伝送しかつ集束させるとともに、効率良
く大出力の得られるジャイロトロン装置を提供すること
を目的とする。
ので、プラズマ加熱に適するように直線偏波でちる電磁
波を単一方向に伝送しかつ集束させるとともに、効率良
く大出力の得られるジャイロトロン装置を提供すること
を目的とする。
本発明は、電子ビームを発生する熱陰極を有する電子銃
と、この電子銃より発射する電子ビーム（＝磁場を印加
する磁場発生部と、上記電子ビーム。
と、この電子銃より発射する電子ビーム（＝磁場を印加
する磁場発生部と、上記電子ビーム。
が上記磁場内を通過するときに生じる電磁波のうち、こ
の電子ビームの走行軸１；対して径方向に放射された電
磁波を準光学的に反射させて共振し増幅し部分的に電磁
波を透過できる部分透過ミラー体と、この部分透過ミラ
ー体を通して径方向に通過した電磁波を照射目標方向に
伝送する電磁波伝送用ミラーとを具備したジャイロトロ
ン装置である。また、部分透過ミラー体を軸対称ミラー
としたジャイロトロン装置である。さらに電磁波伝送用
と直線偏波変換用コルゲートを設けたジャイロトロン装
置である。
の電子ビームの走行軸１；対して径方向に放射された電
磁波を準光学的に反射させて共振し増幅し部分的に電磁
波を透過できる部分透過ミラー体と、この部分透過ミラ
ー体を通して径方向に通過した電磁波を照射目標方向に
伝送する電磁波伝送用ミラーとを具備したジャイロトロ
ン装置である。また、部分透過ミラー体を軸対称ミラー
としたジャイロトロン装置である。さらに電磁波伝送用
と直線偏波変換用コルゲートを設けたジャイロトロン装
置である。
本発明によれば、軸対称部分透過ミラーを用いて共振部
を構成しているので、ミラーに加わる電磁波強度を少な
くし、ジュール熱を少なくできるので、大出力の電磁波
を発生させることができる。
を構成しているので、ミラーに加わる電磁波強度を少な
くし、ジュール熱を少なくできるので、大出力の電磁波
を発生させることができる。
しかも、この大出力の電磁波を目標方向に効率良く伝送
させかつ集束させられるので、プラズマ加熱のように特
定化された場所であっても大出力の電磁波を照射するこ
とができ、さらに直線偏波に変換することによって効率
よくプラズマを加熱できる、 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を詳細に説明する。
させかつ集束させられるので、プラズマ加熱のように特
定化された場所であっても大出力の電磁波を照射するこ
とができ、さらに直線偏波に変換することによって効率
よくプラズマを加熱できる、 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を詳細に説明する。
本発明によるジャイロトロン装置は、電磁波を光学的に
扱うので準光学的ジャイロトロン装置と称し、第１図に
示すように、電子ビーム１９を発生するマグネトロン型
電子銃２０と、この電子銃２０より発射する電子ビーｂ
１９ に磁場を印加する超電導磁気コイル２１と、電
子ビーム１９が磁場内を通過するときに生じる電磁波の
うち、この電子ビーム１９の走行軸に対して径方向に放
射された電磁波を準光学的に共振し増幅する円環状の軸
対称部分透過ミラー２２と、この部分透過ミラー２２を
通して径方向に通過した電磁波を電子ビーム１９の放射
方向に方向を変更するようこの電磁波を反射するよう構
成した複数の電磁波伝送用軸対称ミラーブロック２３．
２４．２５と、使用済みの電子ビーム１９のエネルギー
を熱に変換する電子ビームダンプ２６と、電子ビーム１
９をこのダンプ２６に集める超電導コイル２７とで主に
構成されている。
扱うので準光学的ジャイロトロン装置と称し、第１図に
示すように、電子ビーム１９を発生するマグネトロン型
電子銃２０と、この電子銃２０より発射する電子ビーｂ
１９ に磁場を印加する超電導磁気コイル２１と、電
子ビーム１９が磁場内を通過するときに生じる電磁波の
うち、この電子ビーム１９の走行軸に対して径方向に放
射された電磁波を準光学的に共振し増幅する円環状の軸
対称部分透過ミラー２２と、この部分透過ミラー２２を
通して径方向に通過した電磁波を電子ビーム１９の放射
方向に方向を変更するようこの電磁波を反射するよう構
成した複数の電磁波伝送用軸対称ミラーブロック２３．
２４．２５と、使用済みの電子ビーム１９のエネルギー
を熱に変換する電子ビームダンプ２６と、電子ビーム１
９をこのダンプ２６に集める超電導コイル２７とで主に
構成されている。
このジャイロトロン装置の内部は排気用パイプあから排
気され真空状態となっていて、出力電磁波２９のみを出
力するように化ラミック製６出力窓３０が設けられてい
る。尚、図示しないが電子ビームダンプ２６など、加熱
される部分には水冷却装置が設けられている。゛また、
各ミラーブロックお。
気され真空状態となっていて、出力電磁波２９のみを出
力するように化ラミック製６出力窓３０が設けられてい
る。尚、図示しないが電子ビームダンプ２６など、加熱
される部分には水冷却装置が設けられている。゛また、
各ミラーブロックお。
２４．２５の配置間隔は環状のスペーサ３１．３２．３
３で位置規制されている。
３で位置規制されている。
電子銃２０は′峨源３４からの電圧によって電子ビーム
１９を発生するもので、超電導磁気コイル２１は電子銃
２０．軸対称部分透過ミラー２２および電磁波伝送用軸
対称ミラーブロックオ、２４を覆うように単一のコイル
で構成しているが、複数のコイルを用い一〇構成しでも
よく、また、超電導コイルに限らず常？ｕ ４４のコイ
ルでも、永久磁石であっても所定の磁場を発生できるも
のでちれば良い。円環状の軸対称部分透過ミラー２２は
、＠製で、第２図に断面て示づように、その内表面３４
が −２断面で一定の曲率半径（例えば、ミラー直径（
２Ｒ）に等しい曲率半径）を有し、全周にわたって凹面
鏡となっていて、視方向３５に放射する電磁波を反射さ
せて発振させ、増幅する。この増幅された電磁波は部分
的に薄い部分（断面を凹レンズ状に形成してなる凹部の
部分）に多数の軸方向のスロット３６が形成されている
部分を透過する。電磁波、伝送用軸対称ミラーブロック
刀、２４．２５は、所定の角度の反射面を有する銅製の
リングで、部分透過ミラー２２から放射状に透過した゛
電磁波を目標に伝送させ集束させるもので、その断面形
状は次のミラーに焦点を合せた断面楕円面を有するもの
で、その電磁波の伝送経路は、第３図に示すよう（′−
（説明を容易にするために平面的に示す）、電子ビーム
１９の電磁波は部分透過ミラー２２で発振させ増幅して
ミラー２３の方向に透過させる。ミラー詔の反射面はそ
の焦点を部分透過ミラー２２の中心点３７とミラー２４
の第１の反射面３８の中心点３９との２つの焦点を有す
る楕円面４０（この血はＺ軸を中心軸とする回転体表面
で、その反射面の断面形状が楕円形状の一部となるよう
に形成されている）を有してい。
１９を発生するもので、超電導磁気コイル２１は電子銃
２０．軸対称部分透過ミラー２２および電磁波伝送用軸
対称ミラーブロックオ、２４を覆うように単一のコイル
で構成しているが、複数のコイルを用い一〇構成しでも
よく、また、超電導コイルに限らず常？ｕ ４４のコイ
ルでも、永久磁石であっても所定の磁場を発生できるも
のでちれば良い。円環状の軸対称部分透過ミラー２２は
、＠製で、第２図に断面て示づように、その内表面３４
が −２断面で一定の曲率半径（例えば、ミラー直径（
２Ｒ）に等しい曲率半径）を有し、全周にわたって凹面
鏡となっていて、視方向３５に放射する電磁波を反射さ
せて発振させ、増幅する。この増幅された電磁波は部分
的に薄い部分（断面を凹レンズ状に形成してなる凹部の
部分）に多数の軸方向のスロット３６が形成されている
部分を透過する。電磁波、伝送用軸対称ミラーブロック
刀、２４．２５は、所定の角度の反射面を有する銅製の
リングで、部分透過ミラー２２から放射状に透過した゛
電磁波を目標に伝送させ集束させるもので、その断面形
状は次のミラーに焦点を合せた断面楕円面を有するもの
で、その電磁波の伝送経路は、第３図に示すよう（′−
（説明を容易にするために平面的に示す）、電子ビーム
１９の電磁波は部分透過ミラー２２で発振させ増幅して
ミラー２３の方向に透過させる。ミラー詔の反射面はそ
の焦点を部分透過ミラー２２の中心点３７とミラー２４
の第１の反射面３８の中心点３９との２つの焦点を有す
る楕円面４０（この血はＺ軸を中心軸とする回転体表面
で、その反射面の断面形状が楕円形状の一部となるよう
に形成されている）を有してい。
る。同様にミラー２４はミラーおの中心点４１とミラー
２４の第２の反射面４２の中心点４３との２つの焦点を
有し、第１の反射面３８で反射した電磁波は第２の反射
面４２で反射してミラーあの方向：；電磁波を伝播させ
る。ミラー２５も第１および第２の反射面４４．４５を
有し、電磁波をＺ方向（＝伝播させるが、特に第２の反
射面４５は加熱の対象となる、例えばプラズマ４６に一
つの焦点を合せるように楕円の回転体面となるように形
成されている。
２４の第２の反射面４２の中心点４３との２つの焦点を
有し、第１の反射面３８で反射した電磁波は第２の反射
面４２で反射してミラーあの方向：；電磁波を伝播させ
る。ミラー２５も第１および第２の反射面４４．４５を
有し、電磁波をＺ方向（＝伝播させるが、特に第２の反
射面４５は加熱の対象となる、例えばプラズマ４６に一
つの焦点を合せるように楕円の回転体面となるように形
成されている。
トカマクプラズマをトラースの外側から電磁波を供給し
て行う場合、プラズマに直接吸収されるものは、偏波方
向が磁力線方向と一致する成分だけである。軸対称ミラ
ー発掘する電磁波は周方向に偏波しているから磁力線方
向に平行な成分と垂直な成分が平等に存在する。垂直成
分もプラズマの表面近傍で反射され、さらに真空壁で反
射した後プラズマに吸収されると考えられるが、加熱効
率の低下は免れない。そこで電磁波伝送系の最終段ミラ
ー４５に第５図に示す方形コルゲート４７を設け、磁力
線方向に偏波方向を揃える。ここでコルゲート４７と周
方向がなす角度ダは、第４図に示すように、ミラー４５
の軸方向に対する角度αおよび方位角Ｏを用いて Ｓｒｎα−ｔａｎ ２５；６ ｔａｎθ＝−１を満足す
るように決定する。第６図１弘上式を満足するコルゲー
トパターンを示す。また、コルゲート４７の深さはλ／
４（λ：電磁波の波長）、コルゲート４７の厚みおよび
間隔を第５図に示すようにλ／２未満とする。
て行う場合、プラズマに直接吸収されるものは、偏波方
向が磁力線方向と一致する成分だけである。軸対称ミラ
ー発掘する電磁波は周方向に偏波しているから磁力線方
向に平行な成分と垂直な成分が平等に存在する。垂直成
分もプラズマの表面近傍で反射され、さらに真空壁で反
射した後プラズマに吸収されると考えられるが、加熱効
率の低下は免れない。そこで電磁波伝送系の最終段ミラ
ー４５に第５図に示す方形コルゲート４７を設け、磁力
線方向に偏波方向を揃える。ここでコルゲート４７と周
方向がなす角度ダは、第４図に示すように、ミラー４５
の軸方向に対する角度αおよび方位角Ｏを用いて Ｓｒｎα−ｔａｎ ２５；６ ｔａｎθ＝−１を満足す
るように決定する。第６図１弘上式を満足するコルゲー
トパターンを示す。また、コルゲート４７の深さはλ／
４（λ：電磁波の波長）、コルゲート４７の厚みおよび
間隔を第５図に示すようにλ／２未満とする。
このように構成された本発明のジャイロトロン装置は、
電子ビームから発生する径方向の電磁数全周に渡って共
振させ増幅し、加熱目標方向に効率良く伝送して、大出
力の装置が得られる。
電子ビームから発生する径方向の電磁数全周に渡って共
振させ増幅し、加熱目標方向に効率良く伝送して、大出
力の装置が得られる。
第１図（＝おいて、共振器として用いた部分透過ミラー
２２を複数個の環状軸対称ミラーを用いた共振器として
も良い。またこのミラーに電磁波出力用スロットを用い
てもよい。またコルゲートを設けるミラーは電磁波伝送
系を構成するミラーのどれでもよい。さらに、第４図に
おいてミラー５を反射した電磁波の進行方向を変える非
軸対称な平面鏡または曲面鏡に設けてもよい。
２２を複数個の環状軸対称ミラーを用いた共振器として
も良い。またこのミラーに電磁波出力用スロットを用い
てもよい。またコルゲートを設けるミラーは電磁波伝送
系を構成するミラーのどれでもよい。さらに、第４図に
おいてミラー５を反射した電磁波の進行方向を変える非
軸対称な平面鏡または曲面鏡に設けてもよい。
第１図は本発明の実施例のジャイロトーロンを示す断面
図、第２図は軸対称部分透過ミラーを示ｊ断面斜視図、
第８図は電磁波の伝送経路を示す説明図、第４図は本発
明の実施例を示す斜視図、第５図はコルゲートを説明す
る要部斜視図、第６図はコルゲートパターンを示す展開
図、第７図は従来のジャイロトロン装置を示す断面図で
ある。 １９・・・電子ビーム、 ２０・・・電子銃、２１・・
・磁気コイル、２２・・・軸対称部分透過ミラー２３．
２４．２５・・・電磁波伝送用ミラーブロック、２６・
・・電子ビームダンプ、４７・・・陰極体、４８・・・
熱陰極部、 ４９・・・第１陽極、５０・・・第
２陽極、 ４５・・・最終段ミラー、４７・・・
コルゲート。
図、第２図は軸対称部分透過ミラーを示ｊ断面斜視図、
第８図は電磁波の伝送経路を示す説明図、第４図は本発
明の実施例を示す斜視図、第５図はコルゲートを説明す
る要部斜視図、第６図はコルゲートパターンを示す展開
図、第７図は従来のジャイロトロン装置を示す断面図で
ある。 １９・・・電子ビーム、 ２０・・・電子銃、２１・・
・磁気コイル、２２・・・軸対称部分透過ミラー２３．
２４．２５・・・電磁波伝送用ミラーブロック、２６・
・・電子ビームダンプ、４７・・・陰極体、４８・・・
熱陰極部、 ４９・・・第１陽極、５０・・・第
２陽極、 ４５・・・最終段ミラー、４７・・・
コルゲート。
Claims (1)
- 電子ビームを発生する電子銃と、この電子銃より発射す
る電子ビームに磁場を印加する磁場発生部と、前記電子
ビームが前記磁場内を通過するときに生じる電磁波のう
ち、この電子ビームの走行軸に対して径方向に伝播する
電磁波を準光学的に反射させて共振し部分的に電磁波を
透過できる部分透過ミラー体と、この部分透過ミラー体
を通して径方向に通過した電磁波を照射目標方向に伝送
する電磁波伝送用ミラーとを具備した準光学的なジャイ
ロトロンにおいて、電磁波伝送用ミラーに出力電磁波を
直線偏波に変換するコルゲートを設けたことを特徴とす
るジャイロトロン装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15120084A JPS6132333A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | ジヤイロトロン装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15120084A JPS6132333A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | ジヤイロトロン装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6132333A true JPS6132333A (ja) | 1986-02-15 |
Family
ID=15513429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15120084A Pending JPS6132333A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | ジヤイロトロン装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6132333A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0565732A (ja) * | 1992-01-31 | 1993-03-19 | Toto Ltd | 小便器付配管ユニツト |
| CN1315167C (zh) * | 2002-08-26 | 2007-05-09 | 日月光半导体制造股份有限公司 | 具有静电放电防护的封装模具 |
-
1984
- 1984-07-23 JP JP15120084A patent/JPS6132333A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0565732A (ja) * | 1992-01-31 | 1993-03-19 | Toto Ltd | 小便器付配管ユニツト |
| CN1315167C (zh) * | 2002-08-26 | 2007-05-09 | 日月光半导体制造股份有限公司 | 具有静电放电防护的封装模具 |
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