Aller au contenu principal
2025 conference-abstract

Progress on 140 GHz Gyrotron Development: Advancing Towards 2-MW Operation

0Citations signalées, ce qui n’est pas une note de qualité
3Institutions déclarées
2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : de, gr. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

This study presents the theoretical considerations made in frame of the development of a 2 MW conventional-cavity gyrotron, focusing on its engineering constraints and theoretical validation at the Karlsruhe Institute of Technology (KIT). The study includes initial analyses of a 140 GHz gyrotron for designed to deliver 2 MW output power in advanced electron cyclotron resonance heating (ECRH) systems for fusion devices. While this gyrotron is developed with a general applicability in mind, its specifications align with the potential upgrade of the ECRH system at the Wendelstein (W7-X) stellarator. This design aims for utilizing the existing infrastructure already operational for achieving 1.5 MW at W7-X. The present study includes mode selection, starting current, and time-dependent multi-mode calculations which are carried out to optimize gyrotron performance to achieve high output power considering kinetic electron energy of 88 keV, pitch factor of 1.3, electron beam radius of 10.1 mm with the approximation of 5 % velocity spread. The output power at the desired mode$\text{TE}_{28,12}$in the RF interaction cavity is confirmed by timedependent multi-mode simulations with an interaction efficiency of$>32 \%$. Considering a conductivity of$2.05 \times 10^{7} \mathrm{S} / \mathrm{m}$for Glidcop, surface roughness of 200 nm, and a temperature of 200° C, an output power of 2.2 MW is attained within the ohmic wall-loading limit of$2.2 \text{kW} / \text{cm}^{2}$. Further, with conductivity of$1.83 \times 10^{7} \mathrm{S} / \mathrm{m}$at surface roughness of 200 nm, and temperature of 250° C exceeded the ohmic wall-loading at an output power of 1.8 MW. By enhancing cavity cooling using advanced mini-channel cooling, which allows peak wall-loading of up to$2.5 \text{kW} / \text{cm}^{2}$, the potential to achieve output powers exceeding 2.4 MW at the end of the cavity becomes feasible. Additionally, optimizing the interaction cavity surface roughness can support higher conductivity, enabling high-output power with the existing Raschig Rings cooling system.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Progress on 140 GHz Gyrotron Development: Advancing Towards 2-MW Operation
Date Crossref
15/06/2025
Éditeur
IEEE
Type
proceedings-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Karlsruhe Institute of Technology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • National and Kapodistrian University of Athens pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Frontier Science Foundation-Hellas pays non établi dans la notice
    Organisation à but non lucratif

Karlsruhe Institute of Technology, National and Kapodistrian University of Athens et Frontier Science Foundation-Hellas.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Gyrotron and Vacuum Electronics ResearchMicrowave-Assisted Synthesis and ApplicationsParticle accelerators and beam dynamics

BNTIC News n’est pas le producteur de ces données. Les publications sont interrogées à la demande dans Crossref, OpenAIRE, DOAJ, Europe PMC, HAL, DataCite, AfricArXiv, ROR et la Banque mondiale, sans clé d’accès. OpenAlex reste optionnel. Aucun service payant n’est nécessaire et aucune donnée externe n’est enregistrée en base. Consulter les sources et leurs limites.