1 MV vacuum insulation for the ITER neutral beam injectors

ITER中性粒子入射装置における1MV真空絶縁

田中 政信*; Hemsworth, R. S.*; 栗山 正明*; Svensson, L.*; Boilson, D.*; 井上 多加志; 戸張 博之; 柏木 美恵子; 谷口 正樹; 梅田 尚孝; 渡邊 和弘

Tanaka, Masanobu*; Hemsworth, R. S.*; Kuriyama, Masaaki*; Svensson, L.*; Boilson, D.*; Inoue, Takashi; Tobari, Hiroyuki; Kashiwagi, Mieko; Taniguchi, Masaki; Umeda, Naotaka; Watanabe, Kazuhiro

ITERのプラズマ加熱・電流駆動用中性粒子入射装置(NBI)では、1MeV, 40Aの重水素負イオンを5段の静電加速器で加速する。この加速器は真空中に設置されるため、真空中で-1MVを絶縁することが重要な課題の1つである。-1MV電位の加速器と接地電位の真空容器間での絶縁破壊を抑制するために十分な絶縁距離が必要であり、これまでの実験結果を整理して絶縁距離を900mm以上とする設計にした。また、ビーム源に電力や冷却水等を供給するための高電圧ブッシングは加速器構造に対応し5段の絶縁体で構成され、1段で-200kVを絶縁する設計となっている。この高電圧ブッシング1段分の実機サイズの試験体を製作して耐電圧試験を実施したところ、定格を上回る-203kVを5時間安定保持することができ、絶縁設計の妥当性が確認された。

In the ITER neutral beam injector (NBI) for plasma heating and current drive, 40 A D ions are accelerated to 1 MeV with a five-stage electrostatic accelerator. Since the accelerator is immersed in vacuum, vacuum insulation of -1 MV is one of critical issues. In order to sustain high voltage of -1 MV, minimum gap length between the accelerator and the vacuum vessel at ground potential was designed to be more than 900 mm on the basis of previous experimental data. High voltage bushing (HVB) acting as an insulating feed-through supplying electric power and cooling water to the accelerator consists of five stack insulator and each stage is designed to withstand -200 kV. A full-scale and single-stage mockup bushing was manufactured and tested to demonstrate stable voltage holding. As a result, DC -203 kV was sustained stably for 5 hours and the insulation design of HVB has been confirmed.