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渡邊 和弘; 井上 多加志; 小島 啓明; 松田 恭博*; 奥村 義和
JAERI-M 90-219, 17 Pages, 1990/12
負イオン源における負イオン電流を簡易的に測定するための負イオンプローブを開発し、その初期実験を行なった。このプローブは原研で開発された負イオン源加速電極の単一孔の概念に基づいて設計されたものであり、水冷された同軸状銅製パイプの先端に取り付けられたプラズマ電極、電子抑制用磁石とフィンを有した引出し電極及び負イオン捕集カップから構成されている。まずはじめに超小型負イオン源の負イオン電流を測定し、ビーム引出し時に熱的に測定された負イオン電流値と比較し両者が良い一致を示すことを確認した。さらにECRイオン源において負イオン電流を測定した。これらの結果、本プローブが各種イオン源における負イオン電流の比較や負イオンの空間分布の測定に有効であることが確認できた。
小原 祥裕; 秋場 真人; 荒木 政則; 大楽 正幸; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 小島 啓明; 栗山 正明; 松田 恭博*; 松岡 守; et al.
JAERI-M 90-154, 119 Pages, 1990/09
過去数年にわたり、負イオンを用いた中性粒子入射装置を実現するための研究開発を強力に実施してきた。特に、最も重要な開発項目である大電流負イオン源に関しては、50keVで10Aの水素負イオンを生成することに成功した。得られた負イオンビーム電流及び電流密度は、すでに負イオンNBIシステムで必要とされる値に達している。この様に、負イオンを用いた中性粒子入射装置に関するR&Dはここ数年で大きな進歩を遂げた。現在、500keV級NBIシステムの建設は技術的に可能となりつつある。
ion source奥村 義和; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 小島 啓明; 松田 恭博*; 渡邊 和弘
Proc. of the 13th Symp. on Ion Sources and Ion-Assisted Technology,I, p.149 - 152, 1990/06
体積生成型負イオン源の水素負イオン生成率は、ごく少量のセシウム蒸気を注入することによって大幅に高められる。この効果を、大型のマルチカスププラズマ源を持つイオン源を用いて詳細に調べた。その結果、この効果はプラズマ電極面上における負イオンの表面生成が主たる原因であることがわかった。
渡邊 和弘; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 小島 啓明; 松田 恭博*; 小原 祥裕; 奥村 義和
Proc. of the 13th Symp. on Ion Sources and Ion-Assisted Technology,Vol. 1, 4 Pages, 1990/06
10A、50keVの大電流負イオンビームを発生できるマルチアンペア負イオン源において、ビーム光学の測定を行なった。その結果、負イオンビームの発散の最適値は、加速部の引き出し電圧、加速電圧、負イオンビーム電流値に存在することを確認できた。さらに、正イオンビーム用の軌道計算コードを用いて、負イオンビーム軌道のシミュレーションを行い実験結果と比較した。その結果、上記計算コードが負イオンビームの軌道計算に適用可能であることが明らかとなった。
ion beam小島 啓明; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 松田 恭博*; 小原 祥裕; 奥村 義和; 大原 比呂志; 関 昌弘; 渡邊 和弘
Proc. of the 13th Symp. on Ion Sources and Ion-Assisted Technology,Vol. 1, 4 Pages, 1990/06
負イオンビームを用いた粒子入射加熱装置の実現に向け、体積生成型負イオン源の大電流化を目指している。現在までに、マルチアンペア負イオン源にセシウムを添加することで負イオン電流が増大することが確認され、10A、50keV、0.1sのHイオンビームが得られている。この負イオン源は、断面が24cm
48cm、深さ15cmの多極磁場型プラズマ源と、15cm40cmの領域に直径9mmの孔が434個開けられた加速部より構成される。セシウムは、100mg程度導入すると一週間程度効果が持続し、負イオン生成効率が4倍以上になる他、最適動作ガス圧力を下げることができる。負イオンビーム中の不純物量の評価を行なった結果、OH、Oが1%以下と、セシウムを用いない場合と変わらないことが分かった。また、金属不純物も検出されなかった。
36cm volume negative ion source producing multi-ampere H ion beams花田 磨砂也; 井上 多加志; 小島 啓明; 松田 恭博*; 小原 祥裕; 奥村 義和; 渡邊 和弘; 関 昌弘
Review of Scientific Instruments, 61(1), p.499 - 501, 1990/01
被引用回数：32 パーセンタイル：91.43(Instruments & Instrumentation)3A、50KeVの負イオンビーム生成に成功した磁気フィルター付き体積生成型負イオン源を用いて、ロッドフィルター、外部フィルター、P.G.フィルターと呼んでいる3タイプの磁気フィルターのH生成に対する影響を調べた。実験に用いたイオン源のプラズマ生成部は、24cm48cm15cmの大きさであり、加速部は、
11.3mmの孔を253個持つ多孔電極5枚で構成されている。3タイプの磁気フィルターのうちP.G.フィルターを用いた時に、最大の電流値3.3Aを得た。その時の放電条件は、アーク電流1300A、アーク電圧70V、イオン源内のH
ガス圧2.1Paであった。P.G.フィルターは、他の2つのタイプの磁気フィルターと異なり、その特徴として、プラズマグリッド上に直接電流を流し、磁場を発生させる為、プラズマグリッド上に均一に磁場を発生できかつ自由にその磁場強度を変化させることができる。
奥村 義和; 花田 磨砂也; 小島 啓明; 松田 恭博*; 大原 比呂志
JAERI-M 89-090, 14 Pages, 1989/07
負イオンビーム中に含まれる不純物イオンを、磁場質量分析器と分光器を用いて測定した。体積生成型負イオン源からの水素負イオンビーム中には、O、OH、O
の不純物負イオンがあるが、それらの量は1%以下である。イオン源のプラズマ密度が高くなると、解離が進むためにOHイオンは減少し、Oイオンが増加する。質量分析器をM=200まで掃引したが、金属負イオンは観測されなかった。
花田 磨砂也; 井上 多加志; 小島 啓明; 松田 恭博*; 小原 祥裕; 奥村 義和; 渡邊 和弘; 関 昌弘
Proceedings of the 12th Symposium on Ion Sources and Ion-Assisted Technology, p.1 - 6, 1989/00
次期核融合炉の加熱装置として現在開発中の負イオン源を最適化することにより、75KeV、3.4Aの負イオンビームを生成することに成功した。実験に用いたイオン源は、巾24cm、長さ48cm、深さ15cmのプラズマ生成部をもち、加速部は、5枚の電極で構成されている。今回、特に、タンデム式体積生成型負イオン源に於いて負イオン生成に非常に影響を及ぼす、磁気フィルターについて最適化した。3つの磁気フィルター、つまり、外部フィルター、ロッドフィルター、P.G.フィルターについて実験を行った。前途した負イオンビームの電流値は、P.G.フィルターについて得られたものであり、プラズマ生成効率及び、磁場の一様性が他の2タイプの磁気フィルターよりすぐれていた為、もっとも高い負イオン電流を得ることができた。
松田 恭博*; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 小島 啓明; 小原 祥裕; 奥村 義和; 渡邊 和弘
Proceedings of the 12th Symposium on Ion Sources and Ion-Assisted Technology, p.107 - 110, 1989/00
ECRプラズマ源にはカソードが必要ないことや低ガス圧で運転が可能などいくつかの利点がある。我々はこれらの特徴に注目し負イオン源並びにプラズマ中性化セルへの応用を目指した高密度ECRイオン源を開発した。生成されたプラズマのパラメータ測定には磁界に直交する様に挿入されたラングミューアプローブを用いた。水素プラズマにおいて負イオン生成に適した電子温度1eV、イオン飽和電流密度80mA/cm
と比較的高密度のプラズマが生成された。またキセノンプラズマにおいては0.016Paと低ガス圧でJis=150mA/cmと電離度の高い高密度プラズマが得られた。以上の様にECRプラズマが負イオン源やプラズマ中性化セルへの応用に有効であることがわかった。
