Technical design of NBI system for JT-60SA

JT-60SAのためのNBI装置の工学設計

池田 佳隆; 秋野 昇; 海老沢 昇; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 本田 敦; 鎌田 正輝; 河合 視己人; 椛澤 稔; 菊池 勝美; 菊池 満; 小又 将夫; 松川 誠; 藻垣 和彦; 能登 勝也; 岡野 文範; 大賀 徳道*; 大島 克己; 竹之内 忠; 玉井 広史 ; 棚井 豊; 梅田 尚孝; 薄井 勝富; 渡邊 和弘; 山崎 晴幸

Ikeda, Yoshitaka; Akino, Noboru; Ebisawa, Noboru; Hanada, Masaya; Inoue, Takashi; Honda, Atsushi; Kamada, Masaki; Kawai, Mikito; Kazawa, Minoru; Kikuchi, Katsumi; Kikuchi, Mitsuru; Komata, Masao; Matsukawa, Makoto; Mogaki, Kazuhiko; Noto, Katsuya; Okano, Fuminori; Oga, Tokumichi*; Oshima, Katsumi; Takenouchi, Tadashi; Tamai, Hiroshi; Tanai, Yutaka; Umeda, Naotaka; Usui, Katsutomi; Watanabe, Kazuhiro; Yamazaki, Haruyuki

ITERや原型炉に向けた研究を強化するため、JT-60Uを超伝導化するJT-60SA計画が進められている。この計画におけるNBI加熱装置は、入射パワーは1基あたりの入射パワー2MW(85keV)の正イオンNBI加熱装置が12基、入射パワー10MW(500keV)の負イオンNBI加熱装置が1基から構成され、総計34MW,100秒のビーム入射を行う予定である。一方、これまでにJT-60Uにおいては、正イオンNBIで2MW(85keV),30秒、負イオンNBIで3.2MW(320keV),20秒入射を既に達成している。これらの運転において両イオン源の加速電極の冷却水温度上昇は約20秒以内で飽和していることから、改修計画に向けては、電源の容量強化や負イオンNBIの加速エネルギー向上が鍵となると考えられる。本論文では、JT-60SA計画における、NBI加熱装置の増力に関する工学設計を報告する。

Modification of JT-60U to a superconducting device (so called JT-60SA) has been planned to contribute to ITER and DEMO. The NBI system is required to inject 34 MW for 100 s. The upgraded NBI system consists of twelve positive ion based NBI (P-NBI) units and one negative ion based NBI (N-NBI) unit. The injection power of the P-NBI units are 2 MW each at 85 keV, and the N-NBI unit will be 10 MW at 500 keV, respectively. On JT-60U, the long pulse operation of 30 s at 2 MW (85 keV) and 20 s at 3.2 MW (320 keV) have been achieved on P-NBI and N-NBI units, respectively. Since the temperature increase of the cooling water in both ion sources is saturated within 20 s, further pulse extension up to 100 s is expected to mainly modify the power supply systems in addition to modification of the N-NBI ion source for high acceleration voltage. The detailed technical design of the NBI system for JT-60SA is presented.