Negative ion production in cesium seeded high electron temperature plasmas

セシウム添加した高電子温度プラズマ中の負イオン生成

井上 多加志; 戸張 博之; 高戸 直之*; 花田 磨砂也; 柏木 美恵子; 畑山 明聖*; 和田 元*; 坂本 慶司

Inoue, Takashi; Tobari, Hiroyuki; Takado, Naoyuki*; Hanada, Masaya; Kashiwagi, Mieko; Hatayama, Akiyoshi*; Wada, Motoi*; Sakamoto, Keishi

大型負イオン源の一様性改善の実験研究において、負イオンビームと電子温度の空間分布には急峻な勾配が観察されている。Cs添加前後で、電子温度分布に変化はなかったが、負イオンビームの空間分布における勾配は、Cs添加前後で反転した。これは、Cs添加時に高電子温度プラズマ領域で負イオン生成が促進されていることを示している。本論文では簡単な解析から、負イオンの親粒子である原子状水素や陽子の生成に高電子温度プラズマが有効であり、このため負イオン生成が促進されることを明らかにした。

In experiments on uniformity improvement in a large negative ion source, steep gradients have been observed in the profiles of electron temperature and H ion beam intensity. It has been observed that the gradient in the H ion beam intensity is altered by seeding Cesium, though the electron temperature distribution is not affected by the Cs. Thus in the Cs seeded condition, the H ion beam intensity is enhanced in local area illuminated by high-electron temperature plasmas. A brief analysis suggests possible advantages of high-electron temperature plasmas for the negative ion surface production, by enhancement of dissociation to yield proton or atoms as parent particles of the negative ions.