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-ion beams for ITER neutral beam system谷口 正樹; 井上 多加志; 柏木 美恵子; 渡邊 和弘; 花田 磨砂也; 関 孝義*; 大楽 正幸; 坂本 慶司
Review of Scientific Instruments, 77(3), p.03A514_1 - 03A514_4, 2006/03
被引用回数：14 パーセンタイル：56.68(Instruments & Instrumentation)ITER用中性粒子入射装置では、放射線誘起伝導のため高電圧の絶縁にSF6等の絶縁ガスが使用できない。このため、原研では加速器全体を真空中に置く真空絶縁型加速器(VIBS)の開発を行っている。大型電界緩和リングの装着等の耐圧改善を行った結果、加速可能な負イオン電流密度は大きく増大し、900keVにおいて0.1Aレベルのビームを運転期間中175ショット安定に加速することに成功した。また、ITERで要求されるイオン源運転ガス圧条件(
0.3Pa)を満たす領域で、電流密度146A/m
(エネルギー836keV)の負イオンビーム加速に成功し、ITER NBIに向けて着実に性能が向上していることを示した。
井上 多加志; 花田 磨砂也; 伊賀 尚*; 今井 剛; 柏木 美恵子; 河合 視己人; 森下 卓俊; 谷口 正樹; 梅田 尚孝; 渡邊 和弘; et al.
Fusion Engineering and Design, 66-68, p.597 - 602, 2003/09
被引用回数：21 パーセンタイル：78.49(Nuclear Science & Technology)中性粒子ビーム(NB)入射は、トカマク型核融合装置において、最も有力なプラズマ加熱・電流駆動手段の一つである。原研ではJT-60UとITER用NB入射装置のために、大電流静電加速器の開発を進めてきた。この開発において最近、以下の進展があったので報告する; (1)JT-60U負イオンNB入射装置において、加速器内の電界の歪みによりビームの一部が偏向され、NB入射ポートにあるリミタに熱負荷を与えていた。不整電界の原因である電極下面の段差を埋めたところ熱負荷は従来の半分以下となって、2.6MWのH
ビームを355 keVで10秒間連続入射することに成功した。(2)加速器耐電圧性能の向上を目指して、3重点(FRP製絶縁管,金属フランジ,真空の接点)の電界を緩和する電界緩和リングを設計し、JT-60U負イオン源加速器とITER用R&Dで使用している1MeV加速器に取り付けた。ビーム加速無しでの耐電圧試験において、良好な耐電圧性能を確認した。
平尾 敏雄; Laird, J. S.; 森 英喜; 小野田 忍; 若狭 剛史; 山川 猛; 阿部 浩之; 伊藤 久義
Proceedings of 5th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications, p.161 - 166, 2002/10
日本原子力研究所のTIARA施設を利用して行っているシングルイベント現象の研究について報告する。われわれは、集束型マイクロビーム及びコリメート型マイクロビームをSi, GaAs, InGaAsダイオードに照射し、発生したシングルイベント過渡電流を測定している。非常に高速な現象であるシングルイベント過渡電流を測定するために、40GHz及び3GHzのオシロスコープを用いた測定システムを構築した。本報ではこれらのシステムを用いて測定したSOIダイオードの過渡電流波形, サイクロトロンからの高エネルギーイオンによるSOIダイオードの過渡電流波形, イオン損傷の影響等の典型的な事例及び解析結果を示した。
井上 多加志; Hemsworth, R. S.*; Kulygin, V.*; 奥村 義和
Fusion Engineering and Design, 55(2-3), p.291 - 301, 2001/07
被引用回数：25 パーセンタイル：84.32(Nuclear Science & Technology)本論文はITER EDA期間中に行われた中性粒子ビーム入射(NBI)システムのためのR&Dの成果をレビューしたものである。ITER NBI実現のために不可欠なR&Dとして、本R&D計画では大電流負イオン源と高エネルギー加速器の開発が精力的に行われた。(1)小型カマボコ型負イオン源において、短パルスながら負イオン生成の目標値である280A/m (D )を十分低いガス圧力(0.3Pa)で達成した。1,000秒までの長パルス試験は最終段階にある。(2)加速器開発は高電圧放電の対策に手間取って遅れをきたしたが、EU,JA両国内チームとも、~0.1Pa,長ギャップでのMeV級耐電圧試験を行い、1MV真空絶縁技術を確立した。(3)負イオン加速では、700-850 keVまでの負イオンビーム加速に成功している。ビーム加速に伴う耐電圧性能の劣化はEU,JA,両国内チームとも観測していない。加速器R&Dは、1MeV負イオンビーム加速の達成に向けて、現在も続けられている。
杉本 昌義
Proc. of 2nd Int. Topical Meeting on Nuclear Applications of Accelerator Technology (AccApp'98), p.566 - 571, 1998/00
IFMIFのように大電流ビームを利用する場合、最適設計を行い、運転時のビームロスを正しく評価するために精度の高いビームダイナミックスシミュレーションが必要である。IFMIF設計活動のひとつとして実施したパーティクル-イン-セル法に基づく高精度シミュレーションコードの内容をまとめるとともに、IFMIF-RFQへの適用例を報告する。
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。
近藤 貴; JT-60チーム
Physics of Plasmas, 1(5), p.1489 - 1496, 1994/05
被引用回数：19 パーセンタイル：57.23(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおいて得られた高核融合積、ならびに電流駆動実験について発表する。(1)運転条件の最適化、中性粒子ビームのパワーアップ、第一壁のボロン化等により、閉じ込め改善モードが見いだされ、核融合積1.1
10
m
・s・keVが達成された。この改善モードは、高
pHモードと呼ばれ、プラズマ中心部と端部の両方で閉じ込めを改善した事により得られた,(2)トカマクプラズマの定常化と電流分布制御の目的で、低域混成波電流駆動(LHCD)、中性粒子ビーム電流駆動(NBCD)、ならびにブートストラップ(BS)電流の実験も進展した。LHCDでは484導波管の大面積ランチャーが取付けられ、最大10MWの入射が可能となった。これにより3.6MAの非誘導電流駆動を達成した。また、NBCDおよびBS電流の組み合わせで、0.4MAの非誘導電流駆動を実証した。
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、120cm6cm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。
奥村 義和
日本原子力学会誌, 35(12), p.1049 - 1056, 1993/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.51(Nuclear Science & Technology)最先端の高出力イオンビーム生成技術について、正負イオンの生成法や加速方法などイオン源の基礎的な解説も交えて紹介する。特に、核融合炉を目指して開発の進められている大電流負イオン源の開発と、オメガ計画の一環として計画されている大強度線形加速器用の高輝度イオン源の開発を例にとり、高出力イオンビーム発生技術について概説する。これらの計画はいづれも目標とするビーム出力が数十MWに達し、現在の高出力イオンビーム応用技術の限界に位置するものである。そのためイオン源に課せられる要求も厳しく、殊に大電流密度のイオンビームを極めて収束性良く発生するということでは従来に例をみないものである。
渡邊 和弘; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 前野 修一*; 水野 誠; 小原 祥裕; 奥村 義和; 鈴木 靖生*; 田中 秀樹*; 田中 政信*
Proc. of 14th Int. Conf. on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research, p.371 - 378, 1993/00
核融合プラズマの加熱及び電流駆動の有力候補である高エネルギー中性粒子入射装置(NBI)を実現するために、負イオン源の大電流化、長パルス化・高エネルギー化の研究開発を進めている。大電流化に関しては、既に10AのHビームを生成することに成功し見通しを得ている。次の長パルス化に関して、50keV,0.3AのHビームを24時間連続生成することに成功した。また、50keV,0.5Aで1000秒の出力に成功した。この時の電流密度はJT-60U用負イオン源の設計値にほぼ等しい14mA/cmである。高エネルギー化に関しては、14mm
単一孔加速電極系で300keV、17mAで発散角5.5mradの収束性の良いビーム生成に成功し、孔数9個の多孔電極系を用いて、300keV、100mAのHビームを得た。これらによって、負イオンNBI実現に大きく近づいた。
/D ion source奥村 義和
Proc. of the 1st Meeting on the Ion Engineering Society of Japan, p.23 - 30, 1992/00
近年、核融合プラズマの中性粒子入射加熱技術開発の一環として、大電流の負イオンビームを発生する技術が大きく進展している。現在では、アンペア級の水素や重水素の負イオンビームを準定常的に発生することが可能である。これらの大電流負イオン源の開発の現状と将来計画について解説する。
