Results of the SINGAP neutral beam accelerator experiment at JAEA

原子力機構における中性粒子入射装置用SINGAP加速器試験

DeEsch, H. P. L.*; Svensson, L.*; 井上 多加志; 谷口 正樹; 梅田 尚孝; 柏木 美恵子; Fubiani, G.*

DeEsch, H. P. L.*; Svensson, L.*; Inoue, Takashi; Taniguchi, Masaki; Umeda, Naotaka; Kashiwagi, Mieko; Fubiani, G.*

原子力機構とCEAカダラッシュは、原子力機構の所有するMeV級イオン源試験装置を用い、共同で単孔単段(SINGAP)加速器の試験を実施した。CEAの試験設備容量は0.1Aであるのに対し、原子力機構では0.5Aまでの試験が可能である。これにより15本のHビームレットをSINGAPに入射して加速し、原子力機構が提唱する多孔多段(MAMuG)加速器との直接比較が可能となる。SINGAPは高電圧保持のためのコンディショニングの進展が遅く、140時間を費やしても581kV, Hを0.1Pa導入しても787kV保持するのがやっとであり、MAMuGと比較して200kV低い電圧しか保持できなかった。ビーム発散角については、ITER要求値である5mradを満足した。SINGAPの最大の問題点は、MAMuGよりも多量の電子を高エネルギーまで加速してしまうことであり、本試験の結果からITERでの電子加速量を見積もると高すぎてとても許容できないことを明らかにした。

CEA Cadarache and JAEA Naka have entered into a collaboration in order to test a SINGAP accelerator at the Megavolt Test Facility (MTF) at Naka, Japan. Whereas at the CEA testbed the acceleration current was limited to 0.1 A, at JAEA 0.5 A is available. This allows the acceleration of 15 H beamlets in SINGAP to be tested and a direct comparison between SINGAP and MAMuG to be made. High-voltage conditioning in the SINGAP configuration has been quite slow, with 581 kV in vacuum achieved after 140 hours of conditioning. With 0.1 Pa of H gas present in the accelerator 787 kV could be achieved. The conditioning curve for MAMuG is 200 kV higher. A beamlet divergence better than 5 mrad was obtained. SINGAP accelerates electrons to a higher energy than MAMuG. Based on the experiments described here, electron production by a SINGAP accelerator scaled up to ITER size was estimated to be too high for comfort.