초록 ▼

●Ÿ 플라즈마 상태 변화에 안정적인 가열이 가능한 진행파형 안테나를 설계하였으며, 플라즈마 모사 물질인 바닷물과 안테나 사이의 간격에 따른 안테나의 안정적인 임피던스 매칭 및 가열 가능성을 검증 함.
●Ÿ n_II 가변을 위하여 corrugated waveguide 구조를 이용하여 slow TEx10 모드를 이용하여 위상 변환기 없이, 주파수에 따른 n_II 가변 가능한 구조를 설계함.
●Ÿ 기존 ICRF, LHCD 안테나의 n_II 가변을 위하여 요구 되던 PDN (

●Ÿ 플라즈마 상태 변화에 안정적인 가열이 가능한 진행파형 안테나를 설계하였으며, 플라즈마 모사 물질인 바닷물과 안테나 사이의 간격에 따른 안테나의 안정적인 임피던스 매칭 및 가열 가능성을 검증 함.
●Ÿ n_II 가변을 위하여 corrugated waveguide 구조를 이용하여 slow TEx10 모드를 이용하여 위상 변환기 없이, 주파수에 따른 n_II 가변 가능한 구조를 설계함.
●Ÿ 기존 ICRF, LHCD 안테나의 n_II 가변을 위하여 요구 되던 PDN (Power divide network)이 요구되지 않으므로 구조적으로 단순하고, PDN에 의한 전력 전송 손실이 없음.
●Ÿ Toroidal 방향의 전계 크기를 줄이기 위하여 기존에 사용 하던 faraday shield 사용 없이 안테나 구조적으로 toroidal 방향의 전계 크기를 효율적으로 저감시킴.
●Ÿ 고온의 플라즈마조건에서 안정적으로 사용 가능 하도록 열 분포를 고려한 설계 및 water cooling line을 통한 효과적인 cooling이 가능한 구조를 설계함.
●Ÿ 고 전력 인가 시에 발생 할 수 있는 breakdown 현상을 저감 시킬 수 있는 구조를 설계하였고, 500KW의 전력 인가시 안정적으로 breakdown 현상 없이 안정적인 가열이 가능 할 것으로 예상됨.

Abstract ▼

Ⅱ. Purpose and necessity of research and development

● Non-inductive current drive and off-axis current driving are necessarily required for the burning plasma using a RF wave and the implement of a steady-state operation.

● Conventional ICRH, LHCD, ECCH methods have a low off-axis hea

Ⅱ. Purpose and necessity of research and development

● Non-inductive current drive and off-axis current driving are necessarily required for the burning plasma using a RF wave and the implement of a steady-state operation.

● Conventional ICRH, LHCD, ECCH methods have a low off-axis heating efficiency, and several limitations for the steady-state operation.

Ÿ● The method of a RF　heating using the harmonic frequency (500MHz ∼ 900MHz) band of an ion resonant frequency provides a high off-axis current drive efficiency compared to conventional heating method.

Ÿ● Thus, the study on a new launcher is required to demonstrate this, and a study on the antenna for this launcher is one of key elements required.

Ÿ● The purpose of this research is to analyze the limitations of the conventional RF heating equipments and to design a new antenna structure for UHF ICRF launcher.

Ⅲ. Contents and scope of research and development

Ÿ● The conventional RF heating launcher consist of a resonant type antenna and phase shifter. Depending on the plasma states, the impedance matching is changed significantly, and the n∥ variation is not possible in real time.

Ÿ● In this research, design the traveling wave type antenna for stable RF heating in change of plasma states and real time (∼10^-6 sec) variable n∥(1.8 ∼ 3) with the frequency sweep.

● The demanded E-field polarization is achieved by the antenna structure itself without using an additional the faraday shield structure.

Ÿ● In order to maintain the stable RF heating operation when the high temperature plasmas is closely located(∼cm), drives a new antenna structure, which has an efficient cooling property with water cooling scheme, is proposed to deliver the high RF power to the plasmas by reducing the breakdown.

● The proposed UHF ICRF antenna is fabricated in order to verify its performance.

● Using a sea water instead of a plasma, measurements of the impedance matching and heating characteristics are conducted by varying the gap distance (5mm ∼ 30mm) between the antenna and the sea water . The measured results show that reliable RF performance is maintained for different gap distance between the antenna and the sea water.