JT-60U用負イオンNBI装置における電子の挙動

Behavior of the electrons in the negative-ion-based-NBI source on JT-60U

木崎 雅志; 花田 磨砂也; 鎌田 正輝; 田中 豊; 笹尾 真実子*

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

高出力のビームをプラズマに長パルス入射する際の課題の一つは負イオン加速器の電極熱負荷である。電極熱負荷はおもに加速途中の負イオンから剥離した電子の一部が加速管内に形成された磁場により偏向され電極に衝突することに起因することが、これまでの負イオン源の開発研究によって明らかにされている。これまでの開発研究では、電極中央部の磁場が一様な領域における電子の挙動は詳しく調べられているが、磁場が不均一である実際の大面積イオン源内の電子の挙動については十分に調べられていない。本研究では、世界最大の大面積電極を有するJT-60U負イオン加速器内の剥離電子の軌道について詳細に調べた。その結果、電極中央部では磁場が相対的に大きく、剥離電子が磁場によって大きく偏向されるために、剥離した位置に近い電極に衝突する。電極端部では、磁場が相対的に小さく、剥離電子の磁場による偏向量が小さく、剥離した位置に近い電極に衝突することなく、下流に設置されている電極に衝突する。このために、電極端で発生した電子のパワー損失は、第二加速電極と接地電極においては、電極中央で発生した電子に比べて2倍以上高くなることがわかった。

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