Development of sheath boundary control technique for improving negative ion beam convergence

Research Project

Project/Area Number	25K00989
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 14020:Nuclear fusion-related
Research Institution	National Institute for Fusion Science
Principal Investigator	永岡賢一核融合科学研究所, 研究部, 教授 (20353443)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	宮本賢治鳴門教育大学, 大学院学校教育研究科, 教授 (00532996) 高橋和貴東北大学, 工学研究科, 准教授 (80451491)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2030-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000) Fiscal Year 2029: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000) Fiscal Year 2028: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000) Fiscal Year 2027: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000) Fiscal Year 2026: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000) Fiscal Year 2025: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Keywords	負イオンビーム集束性 / 高周波 / ペアプラズマ / シース界面 / 外部制御
Outline of Research at the Start	ITER用準定常負イオンビームの開発において、高周波放電負イオン源のビーム集束性が直流放電負イオン源の2倍以上悪いという問題が喫緊の課題となっている。これを解決するためには、ビーム光学系の初段の静電レンズを構成する負イオンシース界面形成を明らかにする必要がある。本研究では、シース界面の動的制御手法と、ビーム引出し界面の収差補正機構を新たに開発し、高周波放電負イオン源のビーム集束性を2倍以上改善し、ITER用負イオン源のビーム集束性の問題を解決するとともに、高性能集束負イオンビーム源が要求される医療分野等幅広い応用を可能とする基盤技術を構築する。