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Hemsworth, R. S.*; 井上 多加志
IEEE Transactions on Plasma Science, 33(6), p.1799 - 1813, 2005/12
被引用回数：109 パーセンタイル：93.83(Physics, Fluids & Plasmas)本論文は、磁気核融合研究に用いられる中性粒子入射装置の主要機器である、正・負イオン源に関するレビュー論文である。高プロトン比(
90%),大電流密度(
2kA/m
),低ガス圧運転(0.4Pa),高効率、並びにイオンの大面積一様生成といった、高い性能を同時達成するために開発されてきた正イオン源の物理をレビューする。また核融合炉用の高エネルギー中性粒子ビーム生成に不可欠となる、負イオン源開発の現状についても報告する。負イオン源開発の進展により、核融合炉用中性粒子入射装置で求められる、低ガス圧(
0.3Pa)での大電流密度(200A/m)負イオン(D
)生成,低引き出し電子電流といった多くの要求性能がすでに達成されている。さらに、将来の中性粒子入射装置で求められる高い性能を満足するために必要な開発項目についても言及する。
Hu, L.*; 秋野 昇; 海老沢 昇; 本田 敦; 伊藤 孝雄; 河合 視己人; 椛澤 稔; 栗山 正明; 日下 誠*; 藻垣 和彦; et al.
JAERI-Tech 99-057, 16 Pages, 1999/08
JT-60では、負イオンNBI(N-NBI)を使った高エネルギー中性ビーム入射実験が進められている。N-NBIの目標性能は、500keVで10MWのビームを入射することであり、これまでに350keVで5.2MWのビーム入射を達成している。ビーム発散、ビームライン機器への熱負荷は、ビーム性能を評価する上できわめて重要な項目である。JT-60へのビーム入射実験中にドリフト管で評価した発散は、水平方向で4mrad、垂直方向で6mradであり、これは設計値の5mradに近い値である。ビームライン機器への熱負荷測定値も設計値と比べて妥当な値である。
渡邊 和弘; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 水野 誠; 小原 祥裕; 奥村 義和; 鈴木 靖生*; 田中 秀樹*; 田中 政信*
第2回粒子線の先端的応用技術に関するワークショップ, p.107 - 110, 1991/00
JT-60UやITER用負イオンNBIの実現に向けて、高エネルギー負イオンビームの開発を行っている。これまでに、ビーム光学の最適化により、最高で300keV、17mA、5sの水素負イオンビームが得られた。ビーム発散は5.5mradであり、ほとんど発散しない収束性の良いビームが得られた。また、パービアンスを保つことにより高いエネルギーでも良い発散が得られること、セシウムを用いても、純体積生成のビームと同様な発散が得られることなどが明らかとなった。また、多孔電極(14mm
の円孔9個)を用いて最高で300keV、43mA、2.4secのビームが得られた。
渡邊 和弘; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 水野 誠; 小原 祥裕; 奥村 義和; 鈴木 靖生*; 田中 秀樹*; 田中 政信*
第4回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.85 - 88, 1991/00
JT-60UやITERのプラズマ加熱及び電流駆動のために、500~1300keVのエネルギーで数十アンペアの負イオンビームを用いた中性粒子入射装置(NBI)が必要であり、この装置の実現に向けて負イオン源の開発を行っている。この様な装置における負イオン源は、トカマクから30m以上も離れた位置に置かれるので、収束性の良いビーム(w
/e≦5mrad)を生成することが必要であり、イオン源加速部でのビーム光学の最適化は重要な開発項目の一つである。負イオンのビーム光学について、「250keV負イオン源」を用いて実験を行った。その結果、70keV、3mAのHイオンビームにおいて、イオン源から2m以上も離れたターゲットまで、真空容器中を殆ど発散せず直進するビームが得られた。2140mmでの発散角は点源としてw/e=1.5mradであった。得られた最高エネルギーは240keV、8mA、5mradである。
渡邊 和弘; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 小島 啓明; 松田 恭博*; 小原 祥裕; 奥村 義和
Proc. of the 13th Symp. on Ion Sources and Ion-Assisted Technology,Vol. 1, 4 Pages, 1990/06
10A、50keVの大電流負イオンビームを発生できるマルチアンペア負イオン源において、ビーム光学の測定を行なった。その結果、負イオンビームの発散の最適値は、加速部の引き出し電圧、加速電圧、負イオンビーム電流値に存在することを確認できた。さらに、正イオンビーム用の軌道計算コードを用いて、負イオンビーム軌道のシミュレーションを行い実験結果と比較した。その結果、上記計算コードが負イオンビームの軌道計算に適用可能であることが明らかとなった。
堀池 寛; 秋場 真人; 荒木 政則; 松田 慎三郎; 松岡 守; 小原 祥裕; 奥村 義和; 柴沼 清; 田中 茂
Fusion Technology, 7, p.171 - 179, 1985/00
本報告はJT-60用イオン源のビーム引出し電極の機械的な湾曲を抑える方法の実験的研究について述べている。湾曲対策を施していないプラズマ電極は温度が上昇すると簡単に湾曲してしまう事が、冷却水管に熱水を流すことによってわかり、これを抑えるため板厚を厚くして変形しにくくした電極と、熱膨張を逃すため柔らかい構造とした電極の二種類を試作,試験した。熱水試験及び実際のビーム引出し試験の結果両電極共非常に良い特性を示し、両方共100kVにおいて40Aレベルの電流を10秒間引き出すことに成功した。プラズマ電極のたわみの許容値についても議論されている。
