Present status of the negative ion based NBI system for long pulse operation on JT-60U

JT-60Uにおける負イオンNBI装置の現状

池田 佳隆; 梅田 尚孝; 秋野 昇; 海老沢 昇; Grisham, L. R.*; 花田 磨砂也; 本田 敦; 井上 多加志; 河合 視己人; 椛澤 稔; 菊池 勝美*; 小又 将夫; 藻垣 和彦; 能登 勝也*; 岡野 文範; 大賀 徳道; 大島 克己*; 竹之内 忠*; 棚井 豊*; 薄井 勝富; 山崎 晴幸*; 山本 巧

Ikeda, Yoshitaka; Umeda, Naotaka; Akino, Noboru; Ebisawa, Noboru; Grisham, L. R.*; Hanada, Masaya; Honda, Atsushi; Inoue, Takashi; Kawai, Mikito; Kazawa, Minoru; Kikuchi, Katsumi*; Komata, Masao; Mogaki, Kazuhiko; Noto, Katsuya*; Okano, Fuminori; Oga, Tokumichi; Oshima, Katsumi*; Takenouchi, Tadashi*; Tanai, Yutaka*; Usui, Katsutomi; Yamazaki, Haruyuki*; Yamamoto, Takumi

JT-60Uの負イオンNBI装置では、準定常状態のプラズマ研究を行うため、パルス幅を10秒から30秒に拡張する試みに着手した。そのための最も重要な課題は、イオン源電極の熱負荷軽減であり、2つの改良を提案した。1つは、ビーム同士の相互作用によるビームの拡がりの抑制であり、そのために薄板を引出電極に取付け、局所的な電界を修正した。その厚みは、ビームの偏向を最適に制御するよう決めた。もう1つは、負イオンから電子が剥ぎ取られ、その電子がイオン源内で加速,電極に衝突するストリッピング損失の低減化である。このために加速部の真空排気速度を改善するようイオン源を改造した。これらの改造を行い、現在まで17秒,1.6MWあるいは25秒,約1MWの入射に成功した。

Recently, the extension of the pulse duration up to 30 sec has been intended to study quasi-steady state plasma on JT-60U N-NBI system. The most serious issue is to reduce the heat load on the grids for long pulse operation. Two modifications have been proposed to reduce the heat load. One is to suppress the beam spread which may be caused by beamlet-beamlet interaction in the multi-aperture grid due to the space charge force. Thin plates were attached on the extraction grid to modify the local electric field. The plate thickness was optimized to steer the beamlet deflection. The other is to reduce the stripping loss, where the electron of the negative ion beam is stripped and accelerated in the ion source and then collides with the grids. The ion source was modified to reduce the pressure in the accelerator column to suppress the beam-ion stripping loss. Up to now, long pulse injection of 17 sec for 1.6 MW and 25 sec for 1 MW has been obtained by one ion source with these modifications.