Electrons in the negative-ion-based NBI on JT-60U

JT-60U用負イオンNBIにおける電子の挙動

木崎 雅志; 花田 磨砂也; 鎌田 正輝; 田中 豊; 小林 薫; 笹尾 真実子*

Kisaki, Masashi; Hanada, Masaya; Kamada, Masaki; Tanaka, Yutaka; Kobayashi, Kaoru; Sasao, Mamiko*

大面積・多孔型電極を用いた加速管中で発生する剥離電子の軌道を水平方向の磁場の非一様性を考慮して3次元計算コードを用いて計算した。水平方向の磁場の非一様性により電極の外側で発生した剥離電子が接地電極で失うエネルギーは電極中央で発生した剥離電子が接地電極で失うエネルギーの2倍以上になることがわかった。ただし、接地電極全体の熱負荷は、磁場の非一様性が顕著に現れる領域が負イオンビームの引き出し面積に比べ小さいことから一様な磁場を仮定した場合の熱負荷の1.25倍であった。

The stripped electron trajectories in a large negative ion accelerator with multi-apertures and three acceleration stages, where non-uniform stray magnetic field is horizontally created, are calculated in the JT-60 negative ion source by the 3-D numerical code. The horizontal non-uniform stray field results in a significant power loss of the stripped electrons in the outmost acceleration channel on the grounded grid (GRG). The power loss in the outmost acceleration channel is more than twice higher than that in the central channel due to the weaker stray field although the total power loading on the GRG is by 25% larger than that by assuming a uniform stray field.