Study of increasing the beam power on the negative ion based neutral beam injector for JT-60U

HT-60U負イオンNBI装置におけるビームパワー増大の研究

栗山 正明; 秋野 昇; 海老沢 昇; Grisham, L. R.*; 疋田 繁紀*; 本田 敦; 伊藤 孝雄; 河合 視己人; 椛澤 稔; 日下 誠*; 草なぎ 直人*; 藻垣 和彦; 大賀 徳道; 大原 比呂志; Pengyuan, L.*; 佐藤 藤雄*; 関 宏*; 関 範夫*; 棚井 豊*; 豊川 良治; 梅田 尚孝; 薄井 勝富; 山崎 晴幸*

Kuriyama, Masaaki; Akino, Noboru; Ebisawa, Noboru; Grisham, L. R.*; Hikida, Shigenori*; Honda, Atsushi; Ito, Takao; Kawai, Mikito; Kazawa, Minoru; Kusaka, Makoto*; Kusanagi, Naohito*; Mogaki, Kazuhiko; Oga, Tokumichi; Ohara, Hiroshi; Pengyuan, L.*; Sato, Fujio*; Seki, Hiroshi*; Seki, Norio*; Tanai, Yutaka*; Toyokawa, Ryoji; Umeda, Naotaka; Usui, Katsutomi; Yamazaki, Haruyuki*

世界で最初の負イオン源を使ったJT-60用500keV負イオンNBI装置は、1996年の完成以来、負イオン生成部の改良や加速管の耐電圧向上対策、高電圧直流電源での制御や耐電圧向上等の対策を行いながらビームパワー増大、ビーム持続時間伸長のための開発が続けられてきた。これまでに最大350keV、5.2MWの高速中性ビームをJT-60プラズマに入射し、NBI電流駆動実験での高効率電流駆動の実証、プラズマ中心加熱による閉じ込め向上等、大きな成果を上げてきた。しかしながら、幾つかの技術的課題により入射パワー及びビームパルス幅の進展が頭打ちとなっている。これらの技術的課題のうち、大型負イオン源のソースプラズマ部に発生している不均一性が最も大きく影響していることがわかってきた。この対策として、(1)アーク電流分布を強制的に変化させる方法、(2)ソースプラズマでのアーク放電モードを変化させる方法、(3)ソースプラズマの不均一性が特に悪い部分を遮蔽して比較的良好なソースプラズマのみを引出・加速する方法、などを試みている。これらの対策により、これまでにイオン源でのビーム加速効率を従来より約30%以上改善させることができた。この結果、2秒以上の長パルスビームを安定にJT-60Uプラズマに入射できるようになった。

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