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R&D on a high energy accelerator and a large negative ion source for ITER

ITERに向けた高エネルギー加速器と大型負イオン源の開発研究

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

Inoue, Takashi; Taniguchi, Masaki; Morishita, Takatoshi; Dairaku, Masayuki; Hanada, Masaya; Imai, Tsuyoshi*; Kashiwagi, Mieko; Sakamoto, Keishi; Seki, Takayoshi*; Watanabe, Kazuhiro

原研では、1MeV加速器と大型負イオン源の開発を推進してきた。本論文はITER NBシステムの実現に向けた1ステップである、以下の開発の進展を報告する。(1)加速器開発:耐電圧性能の向上により、H$$^{-}$$イオンの1MeV級エネルギー加速試験が進展している。1MeV, 100mA級H$$^{-}$$イオンビームを実用規模である100A/m$$^{2}$$程度の電流密度で発生しており、イオン源の調整により、電流密度のさらなる増大が見込まれる。(2)大型負イオン源開発:既存負イオンNBシステムにおいては、負イオンの空間一様生成がNB入射性能を左右する要因となっている。本研究では、磁気フィルターから局所的に洩れ出た高速電子が負イオン源引き出し領域に生成した負イオンを破壊していることを明らかにした。本論文では、幾つかの対応策とその試験結果についても報告する。

The R&D of a 1 MeV accelerator and a large negative ion source have been carried out at JAERI. The paper presents following progress as a step toward ITER NB system. (1) Accelerator R&D: According to success in improvement of voltage holding capability, the acceleration test of H$$^{-}$$ ions up to 1 MeV class energy is in progress. H$$^{-}$$ ion beams of 1 MeV, 100 mA class have been generated with a substantial beam current density (100 A/m$$^{2}$$), and the current density is still increasing by the ion source tuning. (2) Large ion source R&D: One of major causes that limited the NB injection performance was spatial unifomity of negative ion production in existing negative-ion based NB systems. The present study revealed that the negative ions produced in the extraction region of the source were locally destructed by fast electrons leaking through magnetic filter. Some countermeasures and their test results are also described.

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