Acceleration of 1 MeV, 100 mA class H ion beams in a proof-of-principle accelerator for ITER

ITER用原理実証加速器における1 MeV、100 mA級Hイオンビームの加速

井上 多加志; 谷口 正樹; 大楽 正幸; 花田 磨砂也; 柏木 美恵子; 森下 卓俊; 渡邊 和弘; 今井 剛

Inoue, Takashi; Taniguchi, Masaki; Dairaku, Masayuki; Hanada, Masaya; Kashiwagi, Mieko; Morishita, Takatoshi; Watanabe, Kazuhiro; Imai, Tsuyoshi

ITER用負イオン加速器の原理実証試験を行っている。この加速器は、FRP絶縁管を真空境界として真空中に浸漬されるが、これまで絶縁管の耐電圧性能不足により、ビームエネルギーを制限されてきた。FRP,金属製フランジ及び真空の接点である三重点の電界強度を低減する大型の電界緩和リングを組み込んだところ、1MVの高電圧を2時間以上にわたって安定に保持することができるようになった。この結果を受けてビーム加速試験を行ったところ、900keV,100mAの水素負イオンビームを加速することに成功した。1MeVでは70mAと電流は低いものの、このレベルのビームを6日間にわたって130ショット(パルス幅1s)安定に加速することができた。

The paper reports progress of proof-of-principle test of negative ion accelerator for ITER. The accelerator structure is immersed in vacuum, surrounded by a FRP insulator column as the vacuum boundary. So far, the beam energy has been limited due to poor voltage holding capability of the FRP insulator column. By lowering the electric field strength at the triple junction (interface of FRP insulator, metal flange and vacuum) with large stress ring installed inside the insulator column, high voltage of 1 MV was stably sustained for more than 2 hours. In the following beam test, acceleration of 900 keV, 100 mA H ion beam was succeeded. Although the current was lower (70 mA) at 1 MeV, the beam of this level has been stably accelerated for 6 days, 130 shots in total (each pulse length: 1 s).