Numerical simulation for design of a two-stage acceleration system in a magawatt power ion source

小原 祥裕

Journal of Applied Physics, 49(9), p.4711 - 4717, 1978/09

https://doi.org/10.1063/1.325542

JT-60のような大型トカマクのための中性粒子入射装置の設計研究の一つとして、二段加速引出し電極構造をもったイオン源の最適構造及び引出し条件を、計算機シミュレーションにより調べた。この結果、透過度が40%で直径が12cmの引出し電極から、エネルギーが75keV、電流が15Aかつビーム発散が約0.6°のプロトンビームを引出しうることがわかった。又、二段加速電極構造におけるビーム発散は、一段目と二段目の電界強度の比fに強く依存し、fが0.3~0.5の時、最も小さいビーム発散が得られることがわかった。

イオン源のビーム軌道計算コード「IONORB」

小原 祥裕

JAERI-M 6757, 33 Pages, 1976/10

JAERI-M-6757.pdf:0.81MB

イオン源のビ-ム引出し電極の最適構造を求める為に、ビ-ム軌道計算コ-ドを開発した。イオンを放出する粒子放出面は、その表面近傍でプラズマ飽和電流と空間電荷制限電流とが等しくなる様に自動的に決定される。また、ソ-スプラズマのイオン温度、電子温度及び電極孔内壁とソ-スプラズマとの間のシ-スの厚さを考慮する事ができる。接地電極下の零ポテンシャル面を通過したビ-ムは、ビ-ムプラズマのため空間電荷の影響は受けずに直進するものとし、ビ-ム発散はこの面上で求められる。さらに、軌道計算は円形電極孔及びスリット状電極孔の何れの場合でも可能である。