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井上 多加志; 宮本 賢治; 永瀬 昭仁*; 奥村 義和; 渡邊 和弘
JAERI-Tech 2000-023, p.27 - 0, 2000/03
JAERI-Tech-2000-023.pdf:1.18MB
JT-60U大型負イオン源は45cm
110cmという大面積電極から大電流負イオンビームを生成する。一方、JT-60UのN-NBI入射ポート断面積は約60cm50cmと狭小であり、ビーム損失を抑え高い効率で中性粒子ビームを入射するためには、加速管内での不整なビーム偏向を補正し、かつビームを集束する必要がある。本報告は電極孔変位(孔ズレ)によるビーム偏向について行った実験と設計検討の結果をまとめたものである。実験には3段階加速構造をもつ400keV負イオン源を用い、JT-60U N-NBIのフルパワー運転と同じパービアンスを保ってビーム偏向を行った。この結果電子抑制磁場によるビーム偏向の補正には電子抑制電極を、またビーム集束のために接地電極を変位させる、JT-60U大型負イオン源の電極孔パターンの設計を確定した。
奥村 義和; 藤原 幸雄; 井上 多加志; 宮本 賢治; 宮本 直樹*; 永瀬 昭仁*; 小原 祥裕; 渡邊 和弘
Review of Scientific Instruments, 67(3), p.1092 - 1097, 1996/03
被引用回数：31 パーセンタイル：87.44(Instruments & Instrumentation)原研においては1984年以来、負イオン源の研究開発が精力的に実施され、1990年には10A級の負イオン源の開発に世界で初めて成功したのをはじめ、1992年には2A、100keVの重水素負イオン源、1994年には0.5A、350keVの水素負イオン源の開発に成功した。これらの成果をもとに、JT-60U中性粒子入射装置用の大型負イオン源が開発され、定格出力である、500keV、22Aの重水素イオンビーム生成を目指して調整試験が開始されている。更にITER用の負イオンNBIのために、1MeV、1Aの水素負イオンビームの加速を目指したMeV級試験体が製作され、加速原理実証試験が始まった。これまでに、JT-60Uでは340keV、3.6Aの重水素負イオンビームを、またMeV級試験体では700keVのビームエネルギーで加速電流0.23Aを得ている。
ion source for the neutral beam injector for JT-60U奥村 義和; 藤原 幸雄; 本田 敦; 井上 多加志; 栗山 正明; 宮本 賢治; 宮本 直樹*; 藻垣 和彦; 永瀬 昭仁*; 小原 祥裕; et al.
Review of Scientific Instruments, 67(3), p.1018 - 1020, 1996/03
被引用回数：29 パーセンタイル：86.28(Instruments & Instrumentation)JT-60U用負イオン中性粒子入射装置のために、500keV、22Aの重水素負イオンビームを10秒間発生できる大型負イオン源の開発を進めている。負イオンはセシウム添加体積生成型のプラズマ源で生成され、110cm45cmの引き出し領域に1080個の電極孔を持つ多孔型3段加速系で500keVまで加速される。全体のサイズは直径約2m、高さ1.7mである。テストスタンドでの負イオン生成試験と高電圧試験を済ませた後、負イオン源は中性粒子入射装置全体に装着され、500keVビーム生成試験に供されている。これまでに、340keV 3.6A(1.2MW)の重水素負イオンビームとしては世界最高の電流値とパワーを記録した。
渡邊 和弘; 海老沢 昇; 藤原 幸雄; 本田 敦; 井上 多加志; 椛澤 稔; 栗山 正明; 宮本 賢治; 宮本 直樹*; 藻垣 和彦; et al.
16th IEEE/NPSS Symp. on Fusion Engineering (SOFE '95), 1, p.642 - 645, 1996/00
MeV級の大出力中性粒子入射装置(NBI)実現のために、多孔多段型の高エネルギー負イオン静電加速器の開発を行っている。まず、アンペア級負イオンのMeV級加速実証を行うために、出力1MV、1Aの世界最大出力のコッククロフトウォルトン高圧発生器で構成されるMeV級イオン源試験装置(MTF)を建設し、MeV級試験体を用いて水素負イオンの加速実験を開始した。MeV級試験体は負イオン生成部と5段の静電加速部から構成され、これまでに700keVで加速電流230mA、1秒のビーム加速に成功した。また、負イオンビーム光学については3段の加速器を用いて詳細に調べ、ビーム発散角5mrad以下の極めて集束性の良いビームを350keVの高エネルギーで得た。加速電極の熱負荷についても、許容値内に充分に低減できることを明らかにした。
宮本 直樹*; 小栗 英知; 奥村 義和; 井上 多加志; 藤原 幸雄; 宮本 賢治; 永瀬 昭仁*; 小原 祥裕; 渡邊 和弘
AIP Conference Proceedings 380, p.300 - 308, 1996/00
負イオン中性粒子入射装置(N-NBI)において負イオンビームを効率よく高エネルギーに加速するためには、加速部のガス圧を下げることによって負イオンの剥離損失を抑えなければならない。ITER-NBIでは、0.3Pa以下という低い運転ガス圧で20mA/cm
以上の高い重水素負イオン電流密度が要求されている。そのため低ガス圧でも高密度の負イオンビームを生成できる、ITER-NBI用負イオン源を開発し実験を行った。その結果0.2Paという非常に低い運転ガス圧で30mA/cmの水素負イオンビームが得られた。これは水素と重水素の同位体効果を考慮しても、ITER-NBIの設計目標値を十分満足する結果である。
神藤 勝啓*; 奥村 義和; 安藤 俊光*; 和田 元*; 津田 博*; 井上 多加志; 宮本 賢治; 永瀬 昭仁*
Japanese Journal of Applied Physics, 35(3), p.1894 - 1900, 1996/00
被引用回数：20 パーセンタイル：68.19(Physics, Applied)体積生成型負イオン源において、プラズマ電極の仕事関数と負イオン引き出し電流の関数を実験的に調べた。セシウム添加した際の負イオン電流の増分は、仕事関数の減少とともに指数関数的に増大する。この実験的事実は、表面生成された負イオンが、プラズマ中の水素原子の温度に相当するエネルギーをもって表面から脱離すると仮定したモデルでは説明できない。負イオンが熱運動エネルギーよりも大きな運動エネルギーをもって生成されると仮定すれば、実験結果を良く説明することができる。
