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Temperature control of plasma grid for continuous operation in cesium-seeded volume negative ion source

セシウム添加型負イオン源の連続運転を可能とするプラズマ電極の温度制御

藤原 幸雄; 宮本 直樹*; 奥村 義和

Fujiwara, Yukio; Miyamoto, Naoki*; Okumura, Yoshikazu

セシウム添加体積生成型負イオン源において、負イオン生成率を高めるためにはプラズマ電極の表面温度を300$$^{circ}$$C程度に保つ必要がある。一方、プラズマ電極はプラズマの荷電粒子の衝突や輻射、中性粒子の衝突などのために15W/cm$$^{2}$$程度の熱負荷を受ける。この熱を利用して定常的に表面温度を最適値に保つことのできる電極を設計し、試験を行った。本電極は負イオン引出領域の周囲にベローズ構造の熱絶縁部を持ち、計算機シミュレーションによれば、15W/cm$$^{2}$$の熱負荷のもとで250-300$$^{circ}$$Cの一様な温度分布を得ることができる。実験においても、設計通りの温度が得られていることを確認するとともに、400keV、0.6Aの水素負イオンビームを高い効率のもとで定常的に得ることができた。

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