| 研究課題/領域番号 |
09480093
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
プラズマ理工学
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
福政 修 山口大学, 工学部, 教授 (20026321)
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| 研究分担者 |
崎山 智司 山口大学, 工学部, 助手 (60162327)
内藤 裕志 山口大学, 工学部, 助教授 (10126881)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
9,100千円 (直接経費: 9,100千円)
1999年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1998年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1997年度: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
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| キーワード | NBI加熱 / 重水素負イオン源 / 体積生成 / 磁気フィルター / ECR負イオン源 / RF負イオン源 / 同位体効果 / 振動励起分子 |
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| 研究概要 |
NBI用負イオン源の長寿命化を目指した高周波負イオン源の開発を目標として、平成9-11年度にわたってECRおよびRF放電プラズマの生成と制御、磁気フィルターによる電子エネルギー分布制御の機構解明とH^-およびD^-生成の高効率化を検討した。本研究により以下の結果を得た。
(1)永久磁石を用いてカスプ磁場を構成し、電子サイクロトロン共鳴(ECR)領域を容器周辺で実現したECR負イオン源を試作した。また、円板状アンテナを容器内に導入したRF負イオン源を試作した。
(2)磁気フィルター(MF)によるプラズマパラメータ(特に電子密度ne、電子温度Te)制御とプラズマ生成法との関係を検討した。Te制御(フィルター下流側のプラズマのTeを負イオン生成に最適な1eV以下に下げること)は、DCプラズマに比較してECRプラズマさらにRFプラズマの方がより困難である。即ち、同一磁場強度のMFを用いると、ECRプラズマのTeはDCプラズマのTeほど低下しない。RFプラズマではTeはMFの前後でほとんど変化しなかった。
(3)RFプラズマ中には高周波の電位変動があり、これがTe制御に大きく影響している。アンテナとMFの距離が重要で、MF近傍で電位変動が小さくなればTeの低下も可能と考えられる。
(4)負イオン電流引出しを行ったが、ECRプラズマからのH^-電流はDCプラズマからのものに比較して低い値であった。電力依存性も、DCプラズマからのH^-電流はほぼ電力に比例するが、ECRプラズマではH^-電流は複雑な振舞をし、かつ飽和傾向にあった。
(5)DC放電プラズマを用いて、同一引出し条件でH^-電流とD^-電流の比較をした。H^-電流がD^-電流より高くはあるが√<2>倍以上とはなっていない。従って、イオン源内の引出し領域での負イオン密度は、D^-の方がH^-よりやや高いと考えられる。
(6)一次元の静電粒子シミュレーションにより、MFで分割されたプラズマにおいて、イオンビーム・プラズマ不安定性を含むリミットサイクルを観測した。
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