500keV負イオン源開発の現状

Present status of development on 500keV negative ion source

山本 巧; 大賀 徳道; 河合 視己人; 秋野 昇; 椛澤 稔; 梅田 尚孝

Yamamoto, Takumi; Oga, Tokumichi; Kawai, Mikito; Akino, Noboru; Kazawa, Minoru; Umeda, Naotaka

原研では、1996年に臨界プラズマ試験装置(JT-60)の高密度プラズマ領域における加熱・電流駆動の開発研究を目的として、10MW, 10秒の500keV負イオン源中性粒子ビーム入射(N-NBI)装置を建設し、JT-60プラズマへのビーム入射実験の運転をしつつ、装置性能改善を行ってきた。現在までに最大418keV、入射パワー6.2MWの水素ビームの入射を達成し、入射パルス幅については、一台のイオン源で2.6MWで10秒の入射に成功している。しかし、未だに設計上の性能値に達していないため、さらなる改良試験を行っている。性能を制限している主な原因は、イオン源加速部の耐電圧と電極の熱負荷である。現在、イオン源の電極構造を改良して、耐電圧の向上と電極熱負荷の低減を図った。その結果、性能の拡大が得られている。

In JAERI, 10 MW and 500 keV negative-ion based neutral beam injection (N-NBI) system for JT-60U was constructed in 1996, in order to study a plasma heating and current drive in high-density plasma by high-energy beam injection. Thereafter, improvement of beam performance has been carried out while N-NBI system was available for experiments on JT-60U. The maximum beam energy of 418 keV and the maximum injection power of 6.2 MW have been achieved with a hydrogen beam, so far. In addition, 10 seconds of injection pulse duration, which is the designed value, was attained at the injection power of 2.6MW. Further improvement is required for the performance to reach to the final targets. It was made it clear that the performance was limited by the withstanding voltage of acceleration and heat load on acceleration grids in the ion source.