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鎌田 正輝; 花田 磨砂也; 池田 佳隆; Grisham, L. R.*
AIP Conference Proceedings 1097, p.412 - 420, 2009/03
JT-60U負イオン源の長パルス化研究の一環として、負イオンの衝突に起因する大面積多孔電極の熱負荷を低減するために、マルチビームレットの集束性を改善する電界補正板を新規に制作し、実機において試験した。補正板の設計には3次元ビーム軌道計算を用い、最外ビームレットの偏向角度を計算した。従来よりも板厚を薄くするとともに補正板を電極孔から遠ざけることによって、最外ビームレットの過集束を改善し、電極との衝突を低減できることがわかった。加えて、電子抑制のために引出電極に挿入されている永久磁石によるビーム偏向を考慮して、電極孔と板の距離を調整した。同補正板を実機に装着した結果、加速電圧350kVにおける最外ビームレットの偏向角度は従来の-10mradから-5mradまで変化し、過集束を改善できた。この改善により、従来から熱負荷が最も高い接地電極の熱負荷を加速電源パワーに対して従来の9%から7%まで低減した。この結果から、500keV, 22AのD-ビームを100秒間発生することを要求されているJT-60SA負イオン源においても、同様の補正板を用いて電極熱負荷を許容範囲内に抑制できる見通しを得た。
accelerator at JAEA for ITER NB谷口 正樹; DeEsch, H. P. L.*; Svensson, L.*; 梅田 尚孝; 柏木 美恵子; 渡邊 和弘; 戸張 博之; 大楽 正幸; 坂本 慶司; 井上 多加志
AIP Conference Proceedings 1097, p.335 - 343, 2009/03
This paper reports the recent activities at JAEA for the development of 1 MeV H ion accelerator toward ITER NBI. For the development of MAMuG accelerator, 320 mA H ion beam was successfully accelerated as the highest record in the world at the MeV class energy (796 keV). This was achieved by protecting the H ion source from the high heat load by the backstream positive ions, which was produced during the high current H ion acceleration. The SINGAP accelerator was tested at JAEA to compare the performance of the SINGAP and the MAMuG concept. The SINGAP accelerator was installed at the MeV test facility in JAEA and the beam acceleration test was performed. The MAMuG showed better performance in voltage holding capability and electron acceleration. From the results of this test, it was determined to select the MAMuG as the baseline accelerator for ITER NBI.
柏木 美恵子; 井上 多加志; Grisham, L. R.*; 花田 磨砂也; 鎌田 正輝; 谷口 正樹; 梅田 尚孝; 渡邊 和弘
AIP Conference Proceedings 1097, p.421 - 430, 2009/03
大面積負イオン源においては、多孔から引出されるビームレット自身の空間電荷により互いに偏向しあい、電極に過大な熱負荷を与えて長パルス運転時の障害となっている。そこで、JT-60U負イオン源をモデルとした3次元ビーム解析を行い、このビームレット偏向を調べて、孔ずれによるビーム偏向の補正を検討した。その結果、必要な孔ずれは1mm以下であり、この孔ずれにより各ビームレット偏向を正確に補正できることを明らかにした。また、電子引出し抑制用の引出部磁場をも考慮した結果、
0.5mmの孔ずれを追加することで500keV Dビームの偏向を補正できることが明らかとなり、磁場変更補正用孔ずれの設計値、及び実験結果に一致することを示した。
木崎 雅志; 花田 磨砂也; 鎌田 正輝; 田中 豊; 小林 薫; 笹尾 真実子*
AIP Conference Proceedings 1097, p.344 - 352, 2009/03
大面積・多孔型電極を用いた加速管中で発生する剥離電子の軌道を水平方向の磁場の非一様性を考慮して3次元計算コードを用いて計算した。水平方向の磁場の非一様性により電極の外側で発生した剥離電子が接地電極で失うエネルギーは電極中央で発生した剥離電子が接地電極で失うエネルギーの2倍以上になることがわかった。ただし、接地電極全体の熱負荷は、磁場の非一様性が顕著に現れる領域が負イオンビームの引き出し面積に比べ小さいことから一様な磁場を仮定した場合の熱負荷の1.25倍であった。
DeEsch, H. P. L.*; Svensson, L.*; 井上 多加志; 谷口 正樹; 梅田 尚孝; 柏木 美恵子; Fubiani, G.*
AIP Conference Proceedings 1097, p.353 - 363, 2009/03
原子力機構とCEAカダラッシュは、原子力機構の所有するMeV級イオン源試験装置を用い、共同で単孔単段(SINGAP)加速器の試験を実施した。CEAの試験設備容量は0.1Aであるのに対し、原子力機構では0.5Aまでの試験が可能である。これにより15本のHビームレットをSINGAPに入射して加速し、原子力機構が提唱する多孔多段(MAMuG)加速器との直接比較が可能となる。SINGAPは高電圧保持のためのコンディショニングの進展が遅く、140時間を費やしても581kV, H
を0.1Pa導入しても787kV保持するのがやっとであり、MAMuGと比較して200kV低い電圧しか保持できなかった。ビーム発散角については、ITER要求値である5mradを満足した。SINGAPの最大の問題点は、MAMuGよりも多量の電子を高エネルギーまで加速してしまうことであり、本試験の結果からITERでの電子加速量を見積もると高すぎてとても許容できないことを明らかにした。
