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ion source for negative-ion-based neutral beam injector奥村 義和; Fumelli, M.*; 花田 磨砂也; Jequier, F.*; Pamela, J.*; 渡邊 和弘
Fusion Technology 1992, Vol.1, p.594 - 598, 1994/00
セシウム添加型体積生成負イオン源を用いて、アンペア級の重水素負イオンビームの生成に成功した。負イオンは直径34cm、長さ129cmの半円筒形の多極磁場プラズマ源中で生成され、120cm
6cmの領域に1cm
の引き出し孔240個をもつ多孔型電極によって100keVまで加速された。加速された重水素負イオンビームは、狭い中性化セル(3m下流で幅13cm)を通過した後、ターゲットにおいて熱的に電流値が測定された。ビーム電流はアーク電流に比例して増加し、最大100keV、2.2A、5秒の重水素負イオンビームが得られた。これは重水素負イオンビームとして世界最高値である。
渡邊 和弘; 荒木 政則; 大楽 正幸; 堀池 寛; 小原 祥裕; 奥村 義和; Pamela, J.*; 田中 茂; 横山 堅二
Review of Scientific Instruments, 62(9), p.2142 - 2145, 1991/09
被引用回数：4 パーセンタイル：55.36(Instruments & Instrumentation)半円筒型マルチカスププラズマ源において、陽子含有率95%のビームを生成した。このプラズマ源の大きさは、直径34cm、長さ129cmであり、陰極からの高速一次電子をプラズマ源内に強く閉じ込めるため、強い結合磁場配位が用いられた。この磁場配位により、プロトン比(陽子含有率)を低下させると考えられる一次電子のビーム引き出し部への漏れ出しが抑制され、上記の世界最高値のプロトン比が得られた。その時のビーム電流密度は175mA/cmで、動作ガス圧力は0.4Paであった。プロトン比はドップラーシフト分光法によって測定された。
ion source奥村 義和; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 水野 誠; 小原 祥裕; Pamela, J.*; 鈴木 靖生*; 田中 秀樹*; 渡邊 和弘
Production and Application of Light Negative Ions, p.35 - 40, 1991/00
ソースプラズマの閉じ込めを改善した大型負イオン源にごく少量のセシウムを添加することにより、負イオン源の運転ガス圧を大きく低下させることに成功した。体積生成型負イオン源においては、負イオン電流値を最大にする最適な運転ガス圧が存在し、それ以下のガス圧では負イオン電流値は急激に減少してしまう。しかしながらプラズマの閉じ込めを改善し、かつ、セシウムを添加することにより、最適ガス圧を1~2Paから、0.4Pa程度に、また負イオン電流が70%低下することを許容すれば、0.03Paまで下げることが出来た。この超低ガス圧の領域では、対電は蒸発したごく少量のセシウムにより維持されていることがわかった。
渡邊 和弘; 荒木 政則; 大楽 正幸; 堀池 寛; 小原 祥裕; 奥村 義和; 田中 茂; 横山 堅二; Pamela, J.*
JAERI-M 90-212, 56 Pages, 1990/12
荷電粒子回収に関する日仏共同実験に使用するための、内径34cm長さ129cmの半円筒型多極磁場型プラズマ源を開発した。設計に当たっては、一様性の良いプラズマで且つプロトン比を高めるために3次元の磁場分布及び電子軌道計算コードを用いて磁場配位陰極形状を決めた。引出し面でのプラズマの一様性をラングミュアプローブを用いて測定した。イオン組成比は、中央部7cm27cmの領域からビームを引き出し、ドップラーシフト分光法で測定された。プロトン比は、アーク電流を高めるほど、電子の閉じ込めの良い磁場配位ほど、また引き出し部から遠い軌道をとる磁場配位ほど高められ、プローブで測定した8cm100cmの領域でのプラズマの一様性が
5%という良い条件で、電流密度150mA/cmにおいて93%に達した。また、一様性を無視した磁場配位では最高で95%の高いプロトン比が得られた。
