大型高周波水素負イオン源の開発

Research Project

Project/Area Number	06780426
Research Category	Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Nuclear fusion studies
Research Institution	National Institute for Fusion Science
Principal Investigator	竹入康彦核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (60179603)
Project Period (FY)	1994
Project Status	Completed (Fiscal Year 1994)
Budget Amount *help	¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000) Fiscal Year 1994: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords	水素負イオン源 / 高周波放電 / 中性粒子入射加熱装置 / 誘導結合型アンテナ / 磁気フィルター / アンテナ絶縁保護 / セシウム添加
Research Abstract	本研究は、中性粒子入射加熱(NBI)装置用長寿命大型負イオン源に、高周波放電が適用できることを実証するのが主な目的である。研究によって得られた成果を以下に示す。 1.プラズマ中に挿入された誘導型高周波アンテナの最適化を行った結果、1.5×10^<12>cm^<-3>以上の高密度プラズマを効率よく生成することができた。また、負イオン生成に必要なフイルター磁場を強化することにより、高周波プラズマにおける負イオン生成の最適化を行うことができ、単孔から5.5mA(電流密度4.1mA/cm^2)の負イオン電流を得ることができた。これにより、大型高周波水素負イオン源の原理実証を行うことができた。 2.アンテナの絶縁保護方式を確立するため、絶縁管及び各種コーティング技術を適用した。その結果、石英ガラス管保護方式により30kWの高周波電力を1秒以上プラズマへ入力させることができ、長時間連続運転への展望が開けた。 3.微量のセシウムを高周波放電中に導入することにより、従来のフィラメント・アーク放電方式と同様に、負イオン電流を増加させることができた。以上の結果により、大型高周波負イオン源が長時間運転用NBI装置に適用可能であることが示された。今後はセシウム導入の最適化を図りつつ、多孔ビーム引出し、高エネルギー加速、長時間連続運転等の実用化へ向けた研究を展開する予定である。