Progress of neutral beam injection system on JT-60U for long pulse operation

長パルス運転に向けたJT-60Uの中性粒子入射装置の進展

池田 佳隆; 粒子ビーム加熱システム開発グループ; トカマク国内重点化装置設計チーム

Ikeda, Yoshitaka; NBI Heating Group; NCT Design Team

JT-60Uでは2種類のNBI装置があり、1つは正イオンを用いて80-85keVのビームエネルギーの粒子入射を行うP-NBI、もう1つは負イオンを用いて350keV以上のビームエネルギーの粒子入射を行うN-NBIである。最近、長パルスのプラズマ研究のため、NBI装置のパルス幅を30秒にすることが求められた。4つの接線入射P-NBIユニットは85keV, 2MWで30秒化改造を行った。残りの7つの垂直入射P-NBIユニットは10秒入射を繋ぐことで30秒入射を実現した。N-NBIに関しては、イオン源電極の熱負荷を軽減する改造を行い、350keV, 約1MWで25秒の入射を達成した。さらに次段階として、超電導コイルを導入するJT-60Uの改造(NCTと呼ぶ)では、NBI装置の100秒化が計画されている。本論文では、最近のJT-60UにおけるNBI装置の進展とNCTに向けたNBI改造設計について報告する。

There are two type of NBI systems on JT-60U. One is the positive ion-based NBI (P-NBI) to inject the beam energy of 80-85 kV. The other is the negative ion-based NBI (N-NBI) at the beam energy more than 350 keV. Recently the pulse duration of NBI system was required to extend up to 30 sec so as to study long pulse plasmas. The four P-NBI units, which tangentially inject neutral beam to plasma, were modified to extend the pulse duration up to 30 sec with 2 MW/unit at 85 keV. The seven P-NBI units, each of which perpendicularly injects for 10 sec, were conducted to operate in series for the total pulse duration of 30 sec. The ion source of the N-NBI unit was also modified to reduce the heat load of the grid for 30 sec operation. The pulse duration was extended up to 25 sec, 1 MW at the beam energy of 350keV. In the next step, further pulse extension of NBI up to 100 sec is planned for the modified JT-60U with superconducting coils (so called NCT). This paper reports the recent progress of the NBI system on JT-60U and the design study of the upgraded NBI system for NCT.