JT-60SAに向けた長パルス中性粒子入射装置の開発

Development of long-pulse neutral beam injectors for JT-60SA

小島 有志; 花田 磨砂也; JT-60NBI開発グループ

Kojima, Atsushi; Hanada, Masaya; JT-60NBI Group

JT-60SAに向けて、既存の24台の正イオン源と2台の負イオン源を用いて、合計30-34MWの重水素中性粒子ビームを100秒間入射する中性粒子入射装置(NBI)の開発を行っている。正イオンNBIは2MW, 30秒のビーム入射において加速電極冷却水の温度は既に定常に達しており、唯一慣性冷却であった再電離ビーム保護ダクトを水冷化する。NBI用電源は、回路部品の容量や構成の変更で対応できる。漏洩磁場の増大に対しては、磁気シールドの増強とともに、電極孔を一部マスクすることにより、長パルス入射の見通しを得た。負イオンNBIはこれまで500keV, 3A, 0.8s及び350keV, 3MW, 29sのビーム生成を達成している。真空耐電圧は、大面積多孔電極の耐電圧データベースを取得し、従来の負イオン源を大きく改造することなく、加速電極間のギャップ長や電極孔数を調整して改善が可能である。NBI用電源は、おもに加速電源のインバーターを増設する。負イオン源については、テストスタンドを製作して、負イオン生成の長パルス試験を実施する予定であり、現在建設中である。

30-34 MW neutral deuterium beams are injected to JT-60SA plasmas by using neutral beam injectors with 24 positive ion sources for 12 units and 2 negative ion sources for 1 unit. As for the positive NBI, 2MW, 30s injections has already achieved with temperature increase of cooling water saturated. A beam duct for Re-ionization loss is required to be cooled additionally. The existing power supplies are applicable by enhancing the heat tolerance. Long pulse injections with higher stray magnetic field than JT-60U could be carried out by masking partial apertures whose beamlets missed the beam damp. As for the negative NBI, productions of 500keV, 3A, 0.8s and 350keV, 3MW, 30s beams has been achieved so far. Recently the database for vacuum insulation has been obtained to achieve stable acceleration of 500keV beams. Long pulse production of the negative ions are planned by constructing the new test stand of the negative ion source with temperature-controlled plasma grid.