2015 Fiscal Year Annual Research Report
高密度イオン性プラズマからの負イオン引出機構の解明
Project/Area Number |
25249134
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Research Institution | National Institute for Fusion Science |
Principal Investigator |
竹入 康彦 核融合科学研究所, その他部局等, 所長 (60179603)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
津守 克嘉 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (50236949)
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Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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Keywords | 磁場閉じ込め核融合 / 負イオン / NBI / 負イオン源 / ペアイオンプラズマ |
Outline of Annual Research Achievements |
負イオン源プラズマに形成されたイオン性プラズマの電位構造、粒子輸送、界面形成と負イオン引き出し機構の基本特性を明らかにし、高密度負イオンの生成と引き出しの最適化による負イオンビームの大電流化を図ることを目的として、本研究を実施した。 本研究の結果、イオン性プラズマでは外部から印加した電界が電子・正イオンプラズマに比べて引出領域に深く浸透することが明らかになった。粒子輸送については、水素正イオンと電子がドライバー領域の方向から両極性拡散によりプラズマ電極へ輸送されること、一方で水素負イオンは、電子と正イオンとは逆にプラズマ電極側からドライバー領域側に輸送されることを明らかにした。さらに、水素負イオンが引出領域のほぼ全域から引き出され、プラズマ電極の近くでは、ビーム引き出し前後の電子密度と負イオン密度が電子偏向磁石による磁力線構造に強く依存して変化することが明らかになった。また、3D3V-PICシミュレーションにより、現状では実験的に測定することが難しい引出領域内のメニスカス構造と荷電粒子分布を求めた。 以上の結果は、高密度負イオンの生成と引き出しの最適化による負イオンビームの大電流化に大きく貢献するものである。
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Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(29 results)
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[Journal Article] Negative ion production and beam extraction processes in a large ion source2016
Author(s)
K. Tsumori, K. Ikeda, H. Nakano, M. Kisaki, S. Geng, M. Wada, K. Sasaki, S. Nishiyama, M. Goto, G.Serianni, P. Agostinetti, E. Sartori, M. Brombin, P. Veltri, C. Wimmer, K. Nagaoka, M. Osakabe, Y. Takeiri, and O. Kaneko
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Journal Title
Review of Scientific Instruments
Volume: 87
Pages: 02B936/1-6
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Optics of the NIFS negative ion source test stand by infrared calorimetry and numerical modelling2016
Author(s)
P. Veltri, V. Antoni, P. Agostinetti, M. Brombin, K. Ikeda, M. Kisaki, H. Nakano, E. Sartori, G. Serianni, Y. Takeiri, and K. Tsumori
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Journal Title
Review of Scientific Instruments
Volume: 87
Pages: 02B908/1-3
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Research progress on ionic plasmas generated in an intense hydrogen negative ion source2015
Author(s)
Y. Takeiri, K. Tsumori, K. Ikeda, H. Nakano, M. Kisaki, K. Nagaoka, T. Tokuzawa, S. Geng, M. Osakabe, O. Kaneko, T. Kondo, M. Sato, M. Shibuya, S. Komada and H. Sekiguchi,
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Journal Title
AIP Conference Proceedings
Volume: 1655
Pages: 060004/1-8
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Hydrogen atom temperature measured with wavelength- modulated laser absorption spectroscopy in large scale filament arc negative hydrogen ion source2015
Author(s)
H. Nakano, S. Nishiyama , M. Goto , K. Tsumori , M. Kisaki , K. Ikeda, K. Nagaoka , M. Osakabe , Y. Takeiri, O. Kaneko, and K. Sasaki
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Journal Title
AIP Conference Proceedings
Volume: 1655
Pages: 020018/1-7
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Design, installation, commissioning and operation of a beamlet monitor in the negative ion beam test stand at NIFS2015
Author(s)
V. Antoni, P. Agostinetti, M. Brombin, V. Cervaro, R. Delogu, M. De. Muri, D. Fasolo, L. Franchin, R. Ghiraldelli, K. Ikeda, M. Kisaki, F. Molon, A. Muraro, H. Nakano, R. Pasqualotto, G. Serianni, Y. Takeiri, M. Tollin, K. Tsumori and P. Veltri
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Journal Title
AIP conference proceedings
Volume: 1655
Pages: 060005/1-10
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] NIFS-R&Dイオン源での統合的負イオンプラズマ計測2015
Author(s)
K. Tsumori, S. Geng, K. Ikeda, H. Nakano, M. Kisaki, M. Wada, K. Sasaki, S. Nishiyama, G. Serianni, C. Wimmer, P. Agosttineti, E. Sartori, M. Brombin, K. Nagaoka, M. Osakabe, Y. Takeiri, O. Kaneko and NIFS NBI group
Organizer
第32回プラズマ・核融合学会 年会
Place of Presentation
名古屋
Year and Date
2015-11-24 – 2015-11-27
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[Presentation] イメージング計測を用いた大型RF水素負イオン源引出領域の研究2015
Author(s)
池田勝則, WUNDERLICH Dirk, 木崎雅志, 津守克嘉, 中野治久, 永岡賢一, GENG Shaofei, 長壁正樹, FANTZ Ursel, 金子修, 竹入康彦
Organizer
第32回プラズマ・核融合学会 年会
Place of Presentation
名古屋
Year and Date
2015-11-24 – 2015-11-27
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[Presentation] Recent Studies of Hydrogen Negative Ion Source and Beam Production for NBI in Large Helical Device2015
Author(s)
K. Ikeda, P. Agostinetti, M. Brombin, U. Fantz, S. Geng, O. Kaneko, M. Kisaki, K. Nagaoka, H. Nakano, M. Osakabe, E. Sartori,G. Serianni, Y. Takeiri, K. Tsumori, P. Veltri, C. Wimmer, and D. Wunderlich
Organizer
The 25th International Toki Conference
Place of Presentation
Toki Gifu, Japan
Year and Date
2015-11-03 – 2015-11-06
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Depth of Influence on the Plasma by Beam Extraction in a Negative Hydrogen Ion Source for NBI2015
Author(s)
S. Geng, K. Tsumori, H. Nakano, M. Kisaki, K. Ikeda, M. Osakabe, K. Nagaoka, Y. Takeiri, M. Shibuya, and O. Kaneko
Organizer
25th International Toki Conference
Place of Presentation
Toki Gifu, Japan
Year and Date
2015-11-03 – 2015-11-06
Int'l Joint Research
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[Presentation] Development of millimeter-wave interferometer for electron density measurements with beam extraction in the negative ion source2015
Author(s)
T. Tokuzawa, M. Kisaki, K. Nagaoka, K. Tsumori, K. Ikeda, H. Nakano, S. Geng, M. Osakabe, Y. Takeiri, and O. Kaneko
Organizer
25th International Toki Conference
Place of Presentation
Toki Gifu, Japan
Year and Date
2015-11-03 – 2015-11-06
Int'l Joint Research
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[Presentation] Negative Ion Production and Beam Extraction Processes in a Large Ion Source2015
Author(s)
K. Tsumori, K. Ikeda, H. Nakano, M. Kisaki, S. Geng, M. Wada, K. Sasaki, S. Nishiyama, M. Goto, G. Serianni, P. Agostinetti, E. Sartori, M. Brombin, P. Veltri, C. Wimmer, K. Nagaoka, M. Osakabe, Y. Takeiri, and O. Kaneko
Organizer
the 16th International Conference on Ion Sources
Place of Presentation
New York, USA
Year and Date
2015-09-23 – 2015-09-27
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Installation of Spectrally Selective Imaging System in RF Negative Ion Source2015
Author(s)
K. Ikeda, D. Wunderlich, U. Fantz, B. Heinemann, M. Kisaki, K. Nagaoka, H. Nakano, M. Osakabe, K. Tsumori, O. Kaneko and Y. Takeiri
Organizer
the 16th International Conference on Ion Sources
Place of Presentation
New York, USA
Year and Date
2015-09-23 – 2015-09-27
Int'l Joint Research
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[Presentation] Optics of the NIFS Negative ion source test stand by infrared calorimetry and numerical modeling2015
Author(s)
P. Veltri , V. Antoni , P. Agostinetti , M. Brombin, K. Ikeda, M. Kisaki, H. Nakano, E. Sartori, G. Serianni, Y. Takeiri and K. Tsumori
Organizer
the 16th International Conference on Ion Sources
Place of Presentation
New York, USA
Year and Date
2015-09-23 – 2015-09-27
Int'l Joint Research