Development of a large volume negative-ion source for ITER neutral beam injector

ITER用中性粒子入射装置に向けた大型負イオン源の開発

渡邊 和弘; 雨宮 亨*; 花田 磨砂也; 伊賀 尚*; 今井 剛; 井上 多加志; 柏木 美恵子; 栗山 正明; 森下 卓俊; 奥村 義和; 高柳 智弘   ; 山本 巧

Watanabe, Kazuhiro; Amemiya, Toru*; Hanada, Masaya; Iga, Takashi*; Imai, Tsuyoshi; Inoue, Takashi; Kashiwagi, Mieko; Kuriyama, Masaaki; Morishita, Takatoshi; Okumura, Yoshikazu; Takayanagi, Tomohiro; Yamamoto, Takumi

ITER用の中性粒子入射装置(NBI)には、1MeV,40Aでパルス幅1000秒以上の大出力負イオン源が要求されており、その設計を完了した。負イオン生成部は原研独自のカマボコ型負イオン源の特徴を生かした構造であり、負イオン加速部には5段の静電加速方式を採用した。負イオンは60cm160cmの領域に配置した直径14mmの円孔1300個から引き出され加速される。大面積から引き出されたビームを効率良く入射させるため、電極の傾斜や孔軸変位,電界修正電極等の効果を利用して入射ポートに収束する工夫を施している。負イオン源の設計に際しては、負イオンのMeV加速試験,高電流密度生成,負イオンビーム光学最適化等を実施した。これまでに、新たに開発した真空絶縁方式の加速器でも970keV,37mAの負イオン加速に成功し本方式の有効性を示した。また、負イオン生成では目標を上回る0.1Paの極めて低い動作ガス圧力で31mA/cmの高電流密度を達成した。これらによって、ITER-NBI実現の見通しを示した。

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