Effect of filament material and area on the extracted current from a volume H ion source

井上 多加志; 松田 恭博*; 小原 祥裕; 奥村 義和; M.Bacal*; P.Berlemont*

Plasma Sources Sci. Technol., 1, p.75 - 81, 1992/00

https://doi.org/10.1088/0963-0252/1/2/001

体積生成型負イオン源において、アーク放電の陰極であるフィラメント材料とその本数を変えて、負イオン引き出し実験を行った。その結果、1)タンタル製フィラメントによりタングステンフィラメント使用時より負イオン電流を50%増大させうること、2)フィラメント本数が少ないほど高い負イオン電流が得られること、が判明した。これらの結果は、イオン源アーク放電室の壁面に蒸着したフィラメント材料の新鮮な蒸着膜が負イオン生成に影響を及ぼすことを示している。負イオン生成過程のシミュレーションから、フィラメント材料の違いによる負イオン生成量の変化は、壁に蒸着したフィラメント材料の被膜上での水素原子の再結合係数の差に帰因すると考えられる。

A Review of JAERI R&D activities on the negative-ion-based neutral beam injection system

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

JAERI-M-90-154.pdf:3.06MB

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。

Beam optics of a multi-ampere negative ion source

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。

A 14cm36cm 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

https://doi.org/10.1063/1.1141233

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。

Multi-ampere negative hydrogen ion source for fusion application

井上 多加志; 荒木 政則; 花田 磨砂也; 倉島 徹*; 松田 慎三郎; 松田 恭博*; 小原 祥裕; 奥村 義和; 田中 茂; 渡邊 和弘

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 37-38, p.111 - 115, 1989/00

https://doi.org/10.1016/0168-583X(89)90146-8

核融合用体積生成型負イオン源の1つである、磁気多極イオン源の最適化実験を行った。3種類の磁気フィルター、すなわちrodフィルター、extermalフィルター、そしてelectromageticフィルター、を試験し、高い電流密度のHビームを大面積から一様に引出すという観点から、各フィルターの特性が議論された。

High density ECR plasma for negative ion source

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。

Multi-ampere negative ion source

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。