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JT-60U負イオン源の長パルス化に向けた多孔加速電極の熱負荷低減

Reduction of the heat load on multiaperture acceleration grids for a long pulse beam production in the JT-60U negative ion source

鎌田 正輝; 花田 磨砂也; 池田 佳隆

Kamada, Masaki; Hanada, Masaya; Ikeda, Yoshitaka

JT-60U負イオン源の長パルス化研究の一環として、課題の一つである大面積多孔加速電極の熱負荷低減に向けて、大面積多孔ビームの集束性を改善するための電界補正板を新規に制作し、実機に装着して試験した。補正板の設計には三次元ビーム軌道計算を用いた。ビームレットの偏向角度を計算した結果、従来より薄い補正板を用いるとともに、補正板と電極孔の距離を広げることによって、イオンビームの電極への衝突を低減できることがわかった。加えて、引出電極内の電子抑制用磁石の影響によって偏向角度が列ごとに異なるため、列ごとに補正板と電極孔の距離を変えた。最適化した補正板を実機に装着し、加速電圧300kVにおける最外ビームレットの偏向角度を測定した結果、従来の8.5mradから4.2mradまで低減した。この偏向角度の改善により、熱負荷が最も高かった接地電極の熱負荷は、加速電源出力に対して従来の9%から7%まで低減した。これらの結果から、JT-60SAで要求される500keV, 22AのD-ビームの100秒生成においても、同様の補正板を用いることによって電極熱負荷を許容範囲内に抑制できる見通しを得た。

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