| 研究課題/領域番号 |
23360408
|
|---|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
安藤 晃 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90182998)
|
|---|
| 研究分担者 |
津守 克嘉 核融合科学研究所, プラズマ加熱物理研究系, 准教授 (50236949)
戸張 博之 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (70361128)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2014-03-31
|
| キーワード | 水素負イオン源 / 高周波プラズマ / ヘリコン波 / 永久磁石 / 負イオンビーム |
|---|
| 研究概要 |
最終年度である平成25年度には，永久磁石により軸方向磁場を重畳した高周波負イオン源を設計・製作し，そのプラズマ生成と負イオン生成評価，ビーム引出実験を実施し，これまでのソレノイドコイルを用いた負イオン源との比較・検討を行った．ここで負イオンの計測には，ラングミュアプローブと光脱離現象を組み合わせたレーザー光脱離法と，負イオンによるレーザーの吸収現象を利用したキャビティリングダウン法の両者の計測法を実施した．
まず永久磁石を用いた際には，ソレノイドコイルを用いた場合に比べて生成部の高密度化が可能であり，これが磁力線形状の差異に起因していることを明らかにし，外部重畳磁場の重要性を示すことに成功した．また軸方向磁場を印加した場合にも，ビーム引出電極近傍に設置した磁気フィルタの効果を確認し，引出部近傍では1eV程度の低電子温度プラズマが実現できていることを示した．さらに永久磁石利用時には，負イオン密度の上昇とビーム引出電流の上昇を観測している．同時に高周波電磁場の計測を行ったところ，ヘリコン波の分散関係に一致を示す電磁場の伝搬が観測され，プラズマ生成部の高密度化とビーム引出電流の増大に寄与している可能性を示唆するデータが得られた．この知見は今後の高密度負イオン源開発にとって重要な知見であるといえる．
またプラズマ生成部・ビーム引出部の大口径化を行い，実機モデルに近いサイズの高周波負イオン源の開発を行った．大型化に伴い，プラズマ生成部内壁へのプラズマ損失を抑制することができ，高効率の負イオン含有プラズマ生成が可能であることを実証した．
上述の負イオン源へとセシウム蒸気を導入し，水素負イオンの生成効率が飛躍的に上昇することを観測し，同時にビーム引出電流の上昇，イオン源の高性能化が可能であることを示した．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
理由
25年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
|
