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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7cm
27cm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。
荒木 政則; 小原 祥裕; 奥村 義和
Fusion Technology, 17, p.555 - 565, 1990/07
次期核融合実験炉において、プラズマ加熱及び、電流駆動を行うために、高電圧・大電流の加熱装置が要求され、負イオンを用いた中性粒子入射装置(NBI)の設計が進められている。負イオンを用いたNBIでは、残留イオンは正負の両イオンが存在し、かつそれらのイオンのもつエネルギーは数MWにもおよぶものと予想される。これらのイオンが持つエネルギーを電気的に回収するエネルギー回収(BDC)は、NBIの総合効率を改善するばかりでなく、残留イオンを熱的に処理する受熱機器の熱負荷条件を大幅に軽減することができる。本設計研究では、残留イオンの分離にトカマク本体からの漏洩磁場を利用し、分離された負イオンのみを電気的に回収するものである。また、正の残留イオンは、負イオンの場合と同様に減速するが、ビームダンプで熱的に処理することを特徴とするが、解析の結果、残留イオンは漏洩磁場を利用することにより、良好に分離可能であり、負イオンのみのBDCでNBIの総合効率は、BDCを用いない場合に比べ、約30%改良されることが予想される。
