Design study of a beam energy recovery system for a negative-ion-based neutral beam injector

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。