Improvement of beam performance in the negative-ion based NBI system for JT-60U

JT-60U用負イオンNBI装置のビーム性能の改善

梅田 尚孝; Grisham, L. R.*; 山本 巧; 栗山 正明; 河合 視己人; 大賀 徳道; 藻垣 和彦; 秋野 昇; 山崎 晴幸*; 薄井 勝富; 本田 敦; Lei, G.*; 渡邊 和弘; 井上 多加志; 花田 磨砂也; 柏木 美恵子; 森下 卓俊; 大楽 正幸; 高柳 智弘   

Umeda, Naotaka; Grisham, L. R.*; Yamamoto, Takumi; Kuriyama, Masaaki; Kawai, Mikito; Oga, Tokumichi; Mogaki, Kazuhiko; Akino, Noboru; Yamazaki, Haruyuki*; Usui, Katsutomi; Honda, Atsushi; Lei, G.*; Watanabe, Kazuhiro; Inoue, Takashi; Hanada, Masaya; Kashiwagi, Mieko; Morishita, Takatoshi; Dairaku, Masayuki; Takayanagi, Tomohiro

JT-60用負イオンNBIはプラズマ加熱と電流駆動を目的として設計され1996年より運転を行っている。目標性能はビームエネルギー500keV,入射パワー10MW,パルス幅10秒の中性粒子ビームをプラズマに入射することである。今まで、パルス幅はポートリミタの過大な熱負荷のために5.3秒に制限されていた。3.5mの位置での負イオンビームの分布を計測することによって、電極セグメント端部のビームが外側へ偏向していることが明らかになった。引出部下流における凹みによる電界の不整が原因であった。これを改善することによって、端部のビームの偏向を14mradから4mradまで減少させた。この結果、定格の10秒入射をビームエネルギー355keV,入射パワー2.6MWで達成した。

The Negative-ion based Neutral Beam Injection System (N-NBI) for JT-60U has been operating for plasma heating and non-inductive current drive since 1996. The target is inject of neutral beam into plasma with beam energy 500 keV, injection power 10 MW, for 10 seconds. Until now pulse duration time was restricted up to 5.3 seconds because of larger heat load of port limiter. Recently from the measurement of beam profile at 3.5m downstream from the ion source, it was found that the outermost beamlets in each segment were deflected outward. It was caused by non-uniform electric field by grooves. By improving this, outermost beamlet deflection angle was decreased from 14 mrad to 4 mrad. In this result, 10 seconds injection, which is target parameter, has achieved at 355 keV, 2.6MW, while pulse length was restricted up to 5.3 seconds by larger heat load of port limiter.