多重極磁場を用いた裾無し小径イオンビーム形成の研究(共同研究)

横田 渉; 百合 庸介; 渡邊 伸一*; 大城 幸光*; 久保野 茂*

JAEA-Technology 2016-005, 21 Pages, 2016/03

JAEA-Technology-2016-005.pdf:2.24MB

理化学研究所のAVFサイクロトロンに設置された低エネルギー不安定核ビーム分離器(CRIB)を用いて原子核物理学研究を実施している東京大学原子核科学研究センター(CNS)と、同様規模のAVFサイクロトロンを有し、材料開発研究のために八極磁場を用いた大面積均一ビーム形成技術を開発している原子力機構高崎量子応用研究所は、サイクロトロンで加速したビームのターゲットにおける強度を高める技術開発を共同研究の下に行った。具体的には、通常大きな裾のあるビーム強度分布を持つサイクロトロンのビームを、CRIBのガスターゲットの直径6mmのオリフィスを損失無く通過させるために、裾無しの小径ビームに形成する技術を検討した。計測したエミッタンスに基づく粒子トラッキングシミュレーションの結果、裾を折畳むには八極磁場が有効で、現在のビームラインに八極電磁石を入れて約10mm径のビームが形成できることがわかった。しかし目標の6mm径に近づけるためには、更に電磁石を導入するとともにビームのエミッタンスを小さくする必要があることが明らかになった。また、ターゲットまでのビームパスレングスとレンズ系の組合せが自由に選べれば目標を達成できる可能性があることもわかった。

Development of plasma heating and current drive systems for JT-60U and JT-60SA

山本 巧; 藤井 常幸; 池田 佳隆; 花田 磨砂也; 森山 伸一; 坂本 慶司; 渡邊 和弘; 松川 誠

no journal, , 

JT-60U及びJT-60SAにおけるプラズマ加熱・電流駆動装置の開発状況について報告する。JT-60Uにおいては、110GHz, 4MWのECRF, 2GHz帯, 7MWのLHRF, 100MHz帯, 10MWのICRFの高周波装置が整備されており、それぞれの主要機器の開発が長年に渡り行われている。一方、JT-60Uの主加熱装置である、100keV, 40MWの正イオンNBIが整備されるとともに、500keV, 10MWの負イオンNBI装置の開発が進められている。最近では、定常プラズマの研究開発に向けて、NBI及びEC装置のパルス幅の伸長を行っている。JT-60Uを超伝導コイルに改修するJT-60SA計画では、プラズマ加熱・電流駆動装置としてNBIとECRF装置が計画されており、既存の装置の増力・改造と新たに整備する140GHzのECRF装置により、41MW, 100秒の加熱パワーをプラズマ中に入射し、定常高ベータプラズマの研究開発に貢献する計画である。また、日韓協力の下で、NBI及びECの加熱装置の定常運転技術にかかわる開発協力を進めている。