Accelerator R&D for JT-60U and ITER NB systems

JT-60UとITER用NBシステムのための加速器R&D

井上 多加志; 花田 磨砂也; 伊賀 尚*; 今井 剛; 柏木 美恵子; 河合 視己人; 森下 卓俊; 谷口 正樹; 梅田 尚孝; 渡邊 和弘; 山本 巧

Inoue, Takashi; Hanada, Masaya; Iga, Takashi*; Imai, Tsuyoshi; Kashiwagi, Mieko; Kawai, Mikito; Morishita, Takatoshi; Taniguchi, Masaki; Umeda, Naotaka; Watanabe, Kazuhiro; Yamamoto, Takumi

中性粒子ビーム(NB)入射は、トカマク型核融合装置において、最も有力なプラズマ加熱・電流駆動手段の一つである。原研ではJT-60UとITER用NB入射装置のために、大電流静電加速器の開発を進めてきた。この開発において最近、以下の進展があったので報告する; (1)JT-60U負イオンNB入射装置において、加速器内の電界の歪みによりビームの一部が偏向され、NB入射ポートにあるリミタに熱負荷を与えていた。不整電界の原因である電極下面の段差を埋めたところ熱負荷は従来の半分以下となって、2.6MWのH ビームを355 keVで10秒間連続入射することに成功した。(2)加速器耐電圧性能の向上を目指して、3重点(FRP製絶縁管,金属フランジ,真空の接点)の電界を緩和する電界緩和リングを設計し、JT-60U負イオン源加速器とITER用R&Dで使用している1MeV加速器に取り付けた。ビーム加速無しでの耐電圧試験において、良好な耐電圧性能を確認した。

The neutral beam (NB) injection has been one of the most promising methods for plasma heating and current drive in tokamak fusion devices. JAERI has developed high energy electrostatic accelerators for the NB systems in JT-60U and ITER. Recent progress on this R&D are as follows: 1) In the JT-60U NB system, some of the beams has been deflected due to distorted electric field in the accelerator, resulting in an excess heat load on the NB port. By correcting the electric field, a continuous injection of H beam was succeeded for 10 s with the NB power of 2.6 MW at 355 keV. 2) To increase the beam energy, a metal structure called stress ring was designed. The ring reduces electric field concentration at the triple junction point (interface between metal and dielectric insulator inside vacuum). Initial test of the accelerators with the stress rings has shown higher voltage hold off performance in both accelerators for JT-60U and ITER R&D than that without rings.