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Correlation between voltage holding capability and light emission in a 500 keV electrostatic accelerator utilized for fusion application

核融合用500keV静電加速器の耐電圧と発光との相関

花田 磨砂也; 池田 佳隆; 鎌田 正輝; 菊池 勝美; 小又 将夫; 藻垣 和彦; 梅田 尚孝; 薄井 勝富; Grisham, L. R.*; 小林 信一*

Hanada, Masaya; Ikeda, Yoshitaka; Kamada, Masaki; Kikuchi, Katsumi; Komata, Masao; Mogaki, Kazuhiko; Umeda, Naotaka; Usui, Katsutomi; Grisham, L. R.*; Kobayashi, Shinichi*

500keV, 22AのD-イオンビームを生成することを目的に開発されたJT-60U負イオン源の耐電圧特性を実験的に調べた。耐電圧は加速電圧印加直後に加速器内部で発生する発光強度と強く相関した。つまり、加速電圧印加直後の発光強度が十分に抑制された場合、加速電圧はパルス中に絶縁破壊することなく安定に維持された。さらに、発光強度と加速管に流れる電流との相関を調べるとともに、分光測定を実施することにより、発光の原因について調べた。加速管に流れる電流の向きは陰極電極から電子が放出する方向であり、大きさは発光強度と比例関係にあった。また、光の波長は420nmを中心に広く($$pm$$20nm)分布しており、イオン源の動作ガスである重水素やFRP製絶縁管の成分である炭素,酸素,水素等の輝線スペクトラムは観察されなかった。これらの結果より、耐電圧と強い相関関係にある発光はFRP自身の電子励起によるものと考えられる。本研究により、イオン源の耐電圧を改善するためには、陰極電極からの電子放出を抑制する必要があることがわかった。

Voltage holding capability of a 500 keV 22 A negative ion accelerator for JT-60U was experimentally examined. Voltage holding capability was strongly correlated with intensity of the light emitted inside the accelerator by applying the acceleration voltage. Namely, stable voltage holding was realized when the light emission was well suppressed. To examine the origin of the light emission, the correlation between the light intensity and the dark current was measured. The light intensity was linearly varied with the dark current. Further, it was indicated from the direction of the dark current that electrons were emitted from cathode grids by applying the acceleration voltage. In addition, the spectroscopy measurement of the light showed that the light had a broad peak at 420 nm. No particular spectra of hydrogen, oxygen and carbon have been observed. Therefore, the light emission seemed to be originated by electron excitation of FRP itself. From these results, it was thought that the voltage holding capability of the JT-60U negative ion accelerator could be improved by suppressing the electron emission from the cathode grids.

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分野:Engineering, Electrical & Electronic

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