大電流負イオン源の評価と負イオン方式NBIシステム設計用デ-タベ-スの構築

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02044161
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 黒田 勉 核融合科学研究所, 教授 (00023713)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): HOLMES A. カラム研究所, AEA技術部, 主任研究員 ; BACAL M. パリエ科大学, イオン媒貭物理研究所, 主任研究員 ; HISKES J.R. ローレンスリバモアー研究所, 物理研究員 ; LEUNG K.N. ローレレンスバークレイ研究所, 物理研究員 ; 岡 良秀 核融合科学研究所, 助手 (30160659) ; 安藤 晃 核融合科学研究所, 助手 (90182998) ; 竹入 康彦 核融合科学研究所, 助手 (60179603) ; 金子 修 核融合科学研究所, 助教授 (00126848) ; 福政 修 山口大学, 工学部, 教授 (20026321) ; 佐野 史道 京都大学, ヘリオトロン核融合研究センター, 助教授 (70115856)
• Keywords: 負イオン / バケット型イオン源 / 原子分子衝突過程

Research Abstract

バケット型体積生成水質負イオン源に於ける種々のパラメタ-(プラズマ源動作パラメタ-、フィルタ-磁場配位、電極電位、幾何学的構造等)に対する最適化条件に関する実験結果を複数の負イオン源について調査し、核融合科学研究所(核科研)での実験結果と比較討論をしながら、共通の因子を深り、水素負イオン生成機構との関係を明らかにするため英国カラム研究所及びパリ工科大学を訪問し、調査研究を行った。その結果多くの同一の傾向が最適化実験結果に見られ、水素分子の振動励起と電子付着の原子分子衝突過程を考慮した体積生成負イオン源のタンデムモデルで実験結果が定性的に説明できることが解った。しかし、各研究所のイオン源の磁場や幾何学的構造の差で定量的には必ずしも一致せず理論との比較においても不一致な点が多い。この点は今後の課題であるが、不完全ながら有意なデ-タベ-スが得られたことは成果であった。
一方高電流密度化の調査研究のためバ-クレイ研究所を金子が訪ね、小型高密度バケット負イオン源の物理的技術的デ-タを調査し、Dr.Leungと負イオン電流の高密度化の検討と議論を行った。核科研の実験の進展が遅れており、双方の実験結果の共通因子について明確な結論を出すに至らずデ-タ収集と討議による物理的理解と装置の詳細な資料を得るにとどまり、次年度の課題として残った。
又、本年度の開発研究結果のまとめと、最近のセシウム添加によって重要視されている負イオン表面生成の原子分子衝突過程と最適について物理的理解を深め、体積生成を含めたモデルを考察し、負イオン源の設計指針を確立するため、ロ-レンスリバモア-のDr.Hiskesを招いた。1/6スケ-ル負イオン源の実験結果を原子分子衝突過程の観点から検討し、現在の体積生成負イオン源の問題と解決のための今後の実験の進め方を議論した。