強制冷却型プラズマ電極を利用した負イオン源による負イオンビームの長パルス生成

Production of long pulse negative ion beam by using actively cooled plasma grid

小島 有志; 花田 磨砂也; 吉田 雅史; 柏木 美恵子; 戸張 博之; 梅田 尚孝; 渡邊 和弘; NB加熱開発グループ

Kojima, Atsushi; Hanada, Masaya; Yoshida, Masafumi; Kashiwagi, Mieko; Tobari, Hiroyuki; Umeda, Naotaka; Watanabe, Kazuhiro; NB Heating Technology Group

JT-60SAに向けては、22Aの大電流負イオンを100秒間生成することが大きな課題である。負イオンを長時間効率よく生成するには、Csの付着したプラズマ電極の温度を200C程度に維持する必要があるが、従来の慣性冷却型プラズマ電極では、パルスと共に電極温度が上昇することが問題であった。そこで、高温フッ素系冷媒をプラズマ電極内に循環させるシステムを開発した。その結果、7秒程度の短い時定数でプラズマ電極の温度を一定に制御することが可能となり、要求値の9割である120A/mの高密度負イオンビームを、100秒間生成することに成功した。

In this paper, the recent activities on the new test stand are reported toward demonstration of the long pulse production for 22A, 100s negative ion beams. As for the temperature control of the plasma grid, a prototype of the grid with cooling/heating by circulating a high-temperature fluorinated fluid has been developed. This grid was found to have a capability to control the temperature with a time constant of 10 s by considering the physical properties of the fluid. As a result, 120 A/m beams for 100 s have been achieved, which is about 90 percent of the rated value for JT-60SA.