Ein 2 MW, CW 170 GHz Gyrotron mit koaxialen
Resonator für ITER
- Stand der Entwicklung -
Bernhard Piosczyk
Forschungszentrum
Karlsruhe (FZK), Association EURATOM-FZK,
Institut
für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnik, Postfach 3640, D-76021 Karlsruhe,
e-mail: bernhard.piosczyk@ihm.fzk.de
Ein koaxiales
Gyrotron mit einer Ausgangsleistung von 2 MW im Dauerstrich (CW) bei
170 GHz wird in einer Kooperation zwischen europäischen
Forschungszentren (FZK Karlsruhe, CRPP
Lausanne und HUT Helsinki) und der Firma Thales Electron Devices (TED),
Frankreich entwickelt. Ein erster industrieller Prototyp befindet sich in
Fertigung und soll im Sommer dieses Jahres ausgeliefert werden. Zum Testen des
Gyrotrons wird bei CRPP / Lausanne ein geeigneter Teststand aufgebaut. Der
Entwurf und die Spezifikationen des koaxialen Gyrotrons beruhen auf Ergebnissen
welche im Forschungszentrum in den letzten Jahren erzielt wurden.
Um den Entwurf
kritischer Gyrotronkomponenten (Elektronenkanone, Resonator und HF-Auskopplungssystem)
unter relevanten Bedingungen zu überprüfen, wurde im FZK ein experimentelles
170 GHz koaxiales Gyrotron im Kurzpuls (£ 5ms) aufgebaut und wird betrieben. Die
Betriebsmode (TE34,19) und die Geometrie des Resonators sowie die
Geometrie des quasi-optischen (q.o.) HF-Auskopplungssystems sind gleich wie für
das Prototypgyrotron vorgesehen, während die Elektronenkanone sehr ähnlich ist.
Im Vortrag wird zuerst kurz die
Funktionsweise eines Gyrotrons erklärt und der Aufbau vorgestellt und ein
Vergleich zwischen konventionellen und koaxialen Gyrotrons wird gemacht. Danach
wird das Betriebsverhalten des Gyrotrons (z.B. parasitäre niederfrequente
Schwingungen, HV Begrenzungen durch Penningentladung, ...) beschrieben und
diskutiert und ein Überblick über Ergebnisse mit dem experimentellen
170 GHz wird gegeben. Zum Schluß wird der Status der Entwicklungsarbeiten
am ersten industriellen Prototyps beschrieben.