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

ITER用高エネルギー加速器と大型負イオン源のR&D

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

本論文では、ITER NBIシステムを実現するために原研が行ってきた、1MeV加速器と大型負イオン源の開発研究に関する以下の成果を報告する。(1)加速器開発:耐電圧性能の向上により、H$$^{-}$$イオンのMeV級加速試験が進展した。これまでに、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、イオン源運転条件の調整により、さらなる電流密度の増大が見込まれる。(2)大型負イオン源開発:従来、大面積引き出し面上に生成する負イオンの一様性が問題となっていたが、本研究により、磁気フィルターから局所的に漏れ出た高速電子が負イオン引き出し部に生成した訃音を破壊していることが明らかになった。本論文では、高速電子漏洩の遮断による一様性改善の結果を報告する。

The R&D of a 1 MeV accelerator and a large negative ion source has been carried out at JAERI for the ITER NB system. The R&D is in progress at present toward: (1) 1 MeV acceleration of H$$^{-}$$ ion beams at the ITER relevant current density of 200 A/m$$^{2}$$, and (2) improvement of uniform negative ion production over wide extraction area in large negative ion sources. Recently, H$$^{-}$$ ion beams of 1 MeV, 140 mA level have been generated with a substantial beam current density (100 A/m$$^{2}$$). In the uniformity study, it has been clarified that electron temperature in the ion extraction region is locally high ($$>$$ 1 eV), which resulted in destruction of negative ions at a high reaction rate. Interception of fast electrons leaking through a transverse magnetic field called "magnetic filter" has been found effective to lower the local electron temperature, followed by an improvement of negative ion beam profile.

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分野:Physics, Fluids & Plasmas

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