J-PARC用セシウム添加型負水素イオン源の開発

Development of the cesium seeded type negative hydrogen ion source for J-PARC

小栗 英知  ; 滑川 裕矢*

Oguri, Hidetomo; Namekawa, Yuya*

大強度陽子加速器計画(J-PARC)で使用する負水素イオン源は、ビーム電流60mA以上,デューティーファクター2.5%の負水素イオン引き出しが要求されており、このような性能を有する負イオン源は世界的に見ても現存しない。そこで原研では、セシウム添加型負水素イオン源を製作し、負イオン生成効率にかかわる種々のパラメータを詳細に検討し最適化を図った。その結果、負イオンビーム電流72mA,規格化RMSエミッタンス0.15pimm.mradの負イオンビーム引き出しに成功し、本計画の要求性能を満たすとともに世界最高性能の負水素イオンビーム引き出しを達成した。また、イオン源のメンテナンス頻度を大きく左右するフィラメントの長寿命化研究を実施し、現在、アーク放電パワー30kW,デューティー3%の条件で258時間の連続運転に成功している。さらにフィラメント電源のプラス出力端をアーク電源に接続する方法の採用,フィラメントのプラス端断面積をマイナス端より小さく形状変更により、おのおの寿命が2倍程度向上することがわかり、目標寿命500時間を達成する見込みを得た。

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