Development of negative ion extractor in the high-power and long-pulse negative ion source for fusion application

核融合用高パワー、長パルス負イオン源に向けた負イオン引出し電極の開発研究

柏木 美恵子; 梅田 尚孝; 戸張 博之; 小島 有志; 吉田 雅史; 谷口 正樹; 大楽 正幸; 前島 哲也; 山中 晴彦; 渡邊 和弘; 井上 多加志; 花田 磨砂也

Kashiwagi, Mieko; Umeda, Naotaka; Tobari, Hiroyuki; Kojima, Atsushi; Yoshida, Masafumi; Taniguchi, Masaki; Dairaku, Masayuki; Maejima, Tetsuya; Yamanaka, Haruhiko; Watanabe, Kazuhiro; Inoue, Takashi; Hanada, Masaya

ITER, JT-60SA及びDEMO用の核融合炉の加熱・電流駆動に必要なNBIに向けて、高パワー・長パルス用負イオン引出し部の電極を今回新たに開発した。まず、長パルスの間、十分除熱できる電極を熱解析で設計した。次に、負イオン加速試験で、新しい電極の負イオン生成と電子抑制能力について実験的に検証した。その結果、負イオン電流は1.3倍増加し、懸念していた電子電流の増加は抑えることができ、さらにビーム発散角も4mradまで十分低減できることを明らかにした。

The negative ion extractor for high power and long-pulse operations is newly developed toward the neutral beam injector (NBI) for heating & current drive of future fusion machines such as ITER, JT-60 Super Advanced (SA) and DEMO reactor. The satisfactory cooling capability is designed in the thermal analysis. A negative ion production and a suppression of electrons are experimentally validated for this new extractor. As the results, the negative ion current shows increases by a factor of 1.3 with suppressing the electron current. The beam divergence angle is also maintained small enough, 4 mrad.