Beamlet deflection due to beamlet-beamlet interaction in a large-area multiaperture negative ion source for JT-60U

JT-60U大面積多孔負イオン源におけるビームレット相互作用によるビームレットの偏向

鎌田 正輝; 花田 磨砂也; 池田 佳隆; Grisham, L. R.*; Jiang, W.*

Kamada, Masaki; Hanada, Masaya; Ikeda, Yoshitaka; Grisham, L. R.*; Jiang, W.*

JT-60U負イオン源は1080孔(2495セグメント)の多孔電極を用いて22Aの大電流D-ビームを発生する設計である。このようなマルチビームレットの加速においては、ビームレット相互作用によって周辺ビームレットが外側へ偏向される問題があり、ビームを電極と衝突させずに加速して狭い入射ポートへ向けて集束するためには、ビーム軌道の補正が課題である。JT-60U負イオン源のビーム軌道を明らかにするために、マルチビームレットの3次元軌道計算と実測値を比較した。計算モデルは、ビームレット相互作用,ビーム集束のための電極孔軸変位,電子抑制用のダイポール磁場を考慮した。計算では、周辺ビームレットの偏向角度はビームレットの数とともに増加したが、10本以上になると6mradで飽和した。このことは、JT-60Uのような大面積多孔負イオン源においても、ビームレット相互作用によるビーム偏向を10本のビームレットによって計算できることを示している。引き出し電極に薄板を加えて周辺ビームレットの偏向を補正する実験において、その偏向角度の実測値は同計算モデルで定量的に説明できた。これらの結果から、大面積多孔負イオン源におけるビーム軌道の偏向特性が明らかになり、同計算モデルを用いてビーム軌道の補正手法を確立できる見通しを得た。

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