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論文

Development of high performance negative ion sources and accelerators for MeV class neutral beam injectors

谷口 正樹; 花田 磨砂也; 伊賀 尚*; 井上 多加志; 柏木 美恵子; 森下 卓俊; 奥村 義和; 清水 崇司; 高柳 智弘; 渡邊 和弘; et al.

Nuclear Fusion, 43(8), p.665 - 669, 2003/08

 被引用回数:15 パーセンタイル:45.69(Physics, Fluids & Plasmas)

メートル級の真空長ギャップにおいて負イオン源加速器に相当する条件での放電特性を実験的に明らかにし、ITER等のNBI運転条件で1MVの高圧を保持できる見通しを示した。上記のデータに基づき、真空絶縁方式のMeV級負イオン加速器を設計製作し、その耐電圧と負イオン加速実証試験を行った。その結果、世界で初めて真空絶縁方式による負イオン加速器によって、ほぼ定格のエネルギーである970keVまでの負イオン加速に成功し、本方式の実現性を実証した。また、負イオン生成の効率改善の研究として、低ガス圧力で高密度の負イオン生成の可能なイオン源を開発した。従来0.3Pa程度の動作圧力であったものを、イオン源フィルター磁場等の改良により0.1Paの極めて低い圧力条件でも31mA/cm$$^{2}$$の高密度負イオンを生成する事に世界で初めて成功した。

論文

Development of negative ion sources for the ITER neutral beam injector

花田 磨砂也; 柏木 美恵子; 森下 卓俊; 谷口 正樹; 奥村 義和; 高柳 智弘; 渡邊 和弘

Fusion Engineering and Design, 56-57, p.505 - 509, 2001/10

 被引用回数:16 パーセンタイル:74.22(Nuclear Science & Technology)

ITER-FEATの中性粒子入射装置用に、負イオン源や加速電極等のすべての構成機器を真空中に置ビーム源(VIBS)の設計及び開発を行っている。設計の一環として、3次元コードを用いて、加速器内の負イオンの中性化損失量を評価した。イオン源の代表的な運転ガス圧である0.3Paで、中性化損失量は23%であった。この時の加速効率は94%であり、ITER-FDRで設計したガス絶縁方式のビーム源(GIBS)より10%改善された。さらに、加速効率を改善するために、ITER用イオン源として設計を進めているカマボコ型イオン源を用いて、負イオン生成実験を行い、運転ガス圧を0.15Paまで低減することが可能であることがわかった。この圧力を用いると、ITER-FEAT用のVIBS内の中性化損失量及び加速効率をそれぞれ13%及び97%まで改善することが可能である。

論文

Experimental results on ITER-NBI concept source

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$$^{2}$$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$$^{2}$$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。

論文

Effect of magnetic field on the characteristics of hollow cathode ion source

田中 茂; 秋場 真人; 堀池 寛; 奥村 義和; 小原 祥裕

Review of Scientific Instruments, 54(9), p.1104 - 1112, 1983/00

 被引用回数:13 パーセンタイル:81.19(Instruments & Instrumentation)

ホローカソード付イオン源の性能に与える磁場の効果について実験的に調べた。磁場の強度と分布を少しずつ変化させて、各段階毎のイオン源諸量を記録した。ホローカソードの軸に沿っての磁場分布とガス圧分布を検討した結果、次のことがわかった。即ち、イオン源の主プラズマ領域からホローカソードのオリフィス部にあるシースに向かって、イオンが逆流してくることが、安定なシースの生成に必要不可欠であり、このことは安定なイオン源の動作につながる。シースに向かって流れ込んでくるイオンの量は磁場強度と分布を変えることで制御できる。ホローカソード付の小型短型多極ラインカスプ磁場イオン源からビームを引き出し、磁場のアーク効率と動作ガス圧に与える影響について調べた。更に、同一イオン源から、50keV,3A,10secの水素イオンビームを繰返し引出した。

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