Measurement of ion species in high current ECR H/D ion source for IFMIF (International Fusion Materials Irradiation Facility)

神藤 勝啓; Sene, F.*; Ayala, J.-M.*; Bolzon, B.*; Chauvin, N.*; Gobin, R.*; 一宮 亮; 伊原 彰; 池田 幸治; 春日井 敦; et al.

Review of Scientific Instruments, 87(2), p.02A727_1 - 02A727_3, 2016/02

https://doi.org/10.1063/1.4933342

A high current ECR ion source producing 140 mA/100 keV D ion beams for IFMIF accelerator is now under commissioning at Rokkasho in Japan, under the framework of ITER Broader Approach (BA) activities. The ion source for IFMIF is required to produce positive deuterium ion beams with a high D ratio. After the mass separation in LEBT consisting of two solenoids, the D ratio should be higher than 95 % with less molecular ions and impurity ions at the entrance of RFQ linac to be installed downstream. The ion species have been measured by Doppler shift spectroscopy between the two solenoids. With hydrogen operation in pulsed and CW modes, the H ratio increases with RF power or plasma density and reached 80% at 160 mA/100 keV. The value was compared with that derived from the emittance diagram for each ion species measured by an Alison scanner installed nearby the viewport for the spectroscopy in the LEBT. It was found that the spectroscopy gives lower H ratio than the emittance measurement.

Formation of a charge-exchange target for fast ions in the plasma of large-scale toroidal devices under NBI conditions

Mironov, M. I.*; Khudoleev, A. V.*; 草間 義紀

Plasma Physics Reports, 30(2), p.164 - 168, 2004/02

https://doi.org/10.1134/1.1648943

高エネルギー荷電交換計測により、水素様不純物イオンによる水素イオンの中性化によって生成される高速原子の分布関数を決定することができる。分布関数を得るためには、プラズマ中でのターゲットイオンの成分と空間分布を知る必要がある。荷電交換標的粒子は、不純物原子核と加熱用中性粒子ビームとの相互作用で生成される。中性粒子ビームと計測装置との位置関係に基づき、ターゲット粒子の軌跡を計算する必要がある。実際のトカマク配位での不純物イオンのバランスを構築する原子の基礎過程を考慮するモデルが提案されている。JT-60Uプラズマへこのモデルを適用する。荷電交換原子束の形成機構を調べた。荷電交換束への異なったビーム入射装置の相対的な寄与を評価した。計算結果に基づき、固定した分析器を用いたイオン分布関数の局所的な測定の方法を提案する。

アンペア級超低エネルギーイオン源の開発

前野 修一*; 中村 和幸; 奥村 義和; 神藤 勝啓*

第4回粒子線の先端的応用技術に関するシンポジウム, p.19 - 22, 1993/00

数百eV以下のエネルギーの粒子(水素、ヘリウム等)による核融合炉第一壁の損耗について調べる為、超低エネルギーイオン源を開発した。このイオン源は、細いタングステンワイヤを密に並べた電極を持ち、数百eV以下のエネルギーでアンペア級の水素イオンビームを発生できる。イオン源の構造とビーム引出し特性について報告する。

Radiation-induced chemical reactions of carbon monoxide and hydrogen mixture, 4; On the water produced by the addition of small amounts of ammonia

杉本 俊一; 西井 正信; 杉浦 俊男*

Radiation Physics and Chemistry, 27(2), p.153 - 155, 1986/00

CO-H混合気体の電子線照射で生成する含酸素有機化合物は系に少量のアンモニアを添加するとほとんど生成しなくなり、かわりに大量の水を生成した。アンモニア添加によって生成した水に含まれる水素は混合気体中の水素に依存しているのか、或はアンモニア分子中の水素に依存しているのかを調べるために、CO-H-NH混合気体およびその重水素置換物を照射し、生成水に含まれた重水素濃度を測定した。その結果、生成した水に含まれる水素は、主にアンモニアの水素が関係していることが判った。

CO-H混合気体の放射線化学反応 (メタン添加による含酸素生成物収量の増加)

杉本 俊一; 西井 正信

JAERI-M 84-224, 69 Pages, 1985/01

JAERI-M-84-224.pdf:1.97MB

CO-H混合気体にCHを添加した系の放射線化学反応を検討した。少量のCHを添加するとHCHOなど2、3の生成物を除くほとんどの生成物の収量が増加した。特に、1mol%のCHを添加した場合には、TrioxaneとTetraoxaneの収量が著しく増加した。多量のCHを添加するとC以上のアルデヒドやカルボン酸の収量が増加した。照射温度を200Kから473Kまで変化させた実験から、これらのカルボン酸やアルデンヒドの収量は323K付近で最大になることが判った。CHを添加した場合に収量が増加する生成物の先駆者を調べるために、混合気体にカケオンスキャベンジャースはラジカルスキャベンジャーを添加する実験も行った。

Development of a Volume H Ion Source for Neutral Beam Injector

奥村 義和; 小原 祥裕; 堀池 寛; 柴田 猛順

JAERI-M 84-098, 23 Pages, 1984/05

JAERI-M-84-098.pdf:0.82MB

磁気多極プラズマ源に於て、体積生成される水素負イオンの生成効率が、磁場配位、プラズマ密度、ガス圧、電子温度等の関数として調べられた。最適条件のもとで、6mAの水素負イオンが、エネルギー10KeV、電流密度12mA/cmで引き出された。プラズマ源のガス圧は、0.5Paと低い。引き出された負イオン電流値は、熱的な測定によっても確認された。

Radiation effects on methane in the presence of molecular sieves

清水 雄一; 永井 士郎; 畑田 元義

J.Chem.Soc.,Faraday Trans.,I, 79, p.1973 - 1986, 1983/00

モレキュラーシーブ(MS)3A、4A、5A、および13X存在下でメタンを電子線照射し、生成物を分析した。MS4A存在下ではC炭化水素が、またMS5A存在下ではCおよびC炭化水素が選択的に生成する。これらの炭化水素の生成量および選択性は照射時間と共に減少した。メタン存在下で照射後のMSを水素流通下で再び照射すると、低級アルカンを主成分とする炭化水素を生成した。また、原料メタンへ水素を添加して照射すると、炭化水素の生成量の時間的減少が抑制された。これらの結果から、MSの反応活性の低下は、メタンから生成するcarbonaceous solidがMSの細孔内に沈積するためであり、それが水素添加によって抑制されるのはcarbonaceous solidの放射線による水素化分解が起るためであると結論した。

Production of 75keV,70A,10sec ion beams

秋場 真人; 荒木 政則; 堀池 寛; 伊藤 孝雄; 河合 視己人; 栗山 正明; 北村 繁; 松田 慎三郎; 松岡 守; 向田 秀敏*; et al.

Review of Scientific Instruments, 53(12), p.1864 - 1869, 1982/00

https://doi.org/10.1063/1.1136913

昨年11月に完成した原型ユニットにおいて、大出力、長パルスイオン源の試験を行った。その結果、加速エネルギー75KeVにおいて70Aの水素イオンビームを10秒間安定に得ることができた。加速電極への熱負荷を測定した結果、設計値以下であることが確認され、電極の熱変形も見られなかった。ビーム発散角(1/e)は約1°であり、プロトン比は80%が得られた。また、ビームターゲットへの熱負荷(中性粒子によるもの)は1.43MW以上であった。その他のビームライン機器についても、十分な信頼性をもっている事が明らかとなった。

Annual report of the Osaka Laboratory for Radiation Chemistry, Japan Atomic Energy Research Institute No.12; April 1, 1978-March 31, 1979

大阪研究所*

JAERI-M 8569, 146 Pages, 1979/11

JAERI-M-8569.pdf:3.26MB

本報告は、大阪研究所において昭和53年度に行なわれた研究活動を述べたものである。主な研究題目は、一酸化炭素、水素、およびメタンの反応ならびにそれに関連した研究、高線量率電子線照射による重合反応の研究、ポリマーの改質およびおよび上記の研究と関連して重合反応、高分子分解、架橋、ならびにグラフト重合に関する基礎的研究などである。

Annual Report of the Osaka Laboratory for Radiation Chemistry Japan Atomic Energy Research Institute, No.10; April 1, 1976 - March 31, 1977

大阪研究所*

JAERI-M 7355, 85 Pages, 1977/10

JAERI-M-7355.pdf:2.21MB

本報告は大阪研究所において昭和51年度に行なわれた研究活動について述べたものである。主な研究題目は、均一系および固体触媒存在下における一酸化炭素と水素の放射線化学反応、高線量率電子線照射によるビニル・モノマーの重合、繊維の難燃化等を目的とした放射線グラフト重合あるいは架橋反応によるキュアリング、フィルム線量計の較正方法の開発、および上記の研究と関連して重合反応、高分子分解、架橋ならびにグラフト重合に関する基礎研究などである。