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2008 年度 実績報告書

アルファ粒子計測用ヘリウムビーム源の定常化の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20026012
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

榊田 創  独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 主任研究員 (90357088)

研究分担者 小口 治久  独立行政法人 産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 研究員 (20356976)
キーワードヘリウム水素イオン / アルファ粒子 / 核融合プラント / 中性ヘリウム粒子ビーム / イオン源 / 質量分析器 / ITER
研究概要

国際熱核融合実験炉(ITER)において生成されるアルファ粒子の空間・速度分布を計測するために、高密度のHe以上の重い粒子のビームを燃焼プラズマ中に入射するシステムが考えられている。入射された中性ヘリウム(He^0)粒子はアルファ粒子と荷電交換反応を行い、その際アルファ粒午は高エネルギーのHe^0に変換され、エネルギーアナライザーにより計測される。He^0ビーム生成法の一つとして、イオン源でヘリウム水素イオン(HeH^+)を生成し1次ビームとして取り出した後、HeH^+成分のみを磁場で分離し、1MeV程度まで加速する。その後、中性化セルでHe^0に変換しプラズマ中に入射することが考えられている。産総研では、実機レベルのイオン源を用いてHeH^+がより多く生成される条件を300Vのビームを用いて前年度までに見出している。そこで、エネルギー20kV程度の全ビームからHeH^+の電流成分のみを電磁石で分離し、電流の割合を計測するシステムの設計・製作・実験を行った。その結果、電流計測部におけるHeH^+ビームの割合は全ビーム成分(H^+,H_2^+,H_3^+,H_e^+,HeH^+)の約0.5%程度である事が見出された。20kVの領域では、HeH^+ビームがチャンバー内に存在するガスにより解離されている可能性がある。ITERでの使用に際しては一桁程度割合を高める必要が有る。以上の結果から、1keV程度で混合イオンビームをイオン源から引き出し、その後にHeH^+成分を分離しかつ1MeV程度まで加速するシステムがより実用化の可能性が高いことを見出した。本研究課題では、数keV程度の領域においてHeH^+ビーム電流の割合を質量分析器を用いて計測し、ITERにおいて必要とされる電流密度が得られるかを評価する。今年度は、イオンビームシステムの整備を行うとともに混合イオンビームの引き出し実験に成功した。次年度は、質量分析器の整備と電流計測を行う予定となっている。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Evaluation of 25 keV Helium Hydrogen Ion Beam for the Alpha Particle Measurement in ITER2009

    • 著者名/発表者名
      榊田創, 木山学, 小口治久, 平野洋一, 島田壽男, 笹尾真実子, 岡本敦, 小淵隆, 神藤勝啓
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research Series 8

      ページ: 674-679

    • 査読あり
  • [学会発表] アルファ粒子計測用HeH^+ビーム源の開発2009

    • 著者名/発表者名
      榊田創, 小口治久, 木山学, 平野洋一, 島田壽男, 田中のぞみ
    • 学会等名
      燃焼計測シンポジウム2009
    • 発表場所
      松島
    • 年月日
      2009-01-27
  • [学会発表] Evaluation of 25 keV Helium Hydrogen Ion Beam for the Alpha Particle Measurement in ITER2008

    • 著者名/発表者名
      榊田創, 木山学, 小口治久, 平野洋一, 島田壽男, 笹尾真実子, 岡本敦, 小淵隆, 神藤勝啓
    • 学会等名
      International Congress on Plasma Physics 2008
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-09-11
  • [学会発表] アルファ粒子計測用HeH^+ビーム源の開発2008

    • 著者名/発表者名
      榊田創, 木山学, 小口治久, 平野洋一, 島田壽男, 笹尾真実子, 田中のぞみ, 小渕隆, 岡本敦, 神藤勝啓
    • 学会等名
      平成20年度核融合科学研究所共同研究研究会
    • 発表場所
      土岐
    • 年月日
      2008-07-23
  • [学会発表] アルファ粒子計測用ヘリウムビーム源の定常化の研究2008

    • 著者名/発表者名
      榊田創, 小口治久
    • 学会等名
      平成20年度第1回科研費特定領域総括班会合
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-06-06
  • [備考] 特定領域Webページ:

    • URL

      http://adbp.lhd.nifs.ac.jp/

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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