LHD

研究内容 : NBI

中性粒子ビーム入射加熱(NBI : Neutral Beam Injection heating)

イオン源から引き出したイオンを加速し、高エネルギー(プラズマ温度の10-100倍程度のエネルギー)の中性粒子ビームに変換し、プラズマ中に入射しま す。入射された中性粒子はプラズマ中の電子・イオンと衝突し、再度イオン化され、磁場に閉じ込められつつ、プラズマにエネルギーを与え、プラズマの温度を 上昇させ、更には電流をつくります。

全体システム

中性粒子入射(NBI)加熱装置計画

装置の内容

中性粒子入射加熱装置 ビームライン台数 3(Negative) | 2(positive)
イオン源数 2/ビームライン(負イオン)| 4/ビームライン(正イオン) | 4/ビームライン(正イオン)
定格ビームエネルギー 180keV(負イオン)| 40keV(正イオン) |60keV(正イオン)
定格イオンビーム電流 40A/イオン源|65A|45A
目標中性粒子ビーム出力 15MW(負イオン)| 6MW(正イオン)| 6MW(正イオン)
パルス幅/繰り返し時間 10秒/3分
イオン分離方式 磁場偏向による
ビーム計測 カロリーメータ、可視・遠赤外光
冷却水温
ビーム制御  プレプログラミング、 
フィードバック(時定数0.1秒)   
パルス変調(<50Hz)  
中性粒子入射法開発試験装置 電源 フィラメント電源:  12V, 10kA
アーク電源:     120V, 8kA
バイアス電源:    10V, 1.5kA
引出電源:      -15kV, 100A    
電子抑制電源:    -3kV, 5A
加速電源1:     -90kV, 50A
加速電源2:     -120kV,50A
ビームライン 中性粒子用ビームダンプ: 受熱定格3.375MW 正イオン用ビームダンプ: 受熱定格1.125MW
負イオン用ビームダンプ: 受熱定格1.125MW
イオンビーム偏向磁石:  250keV軽水素対応
中性化セル:入口25cm×150cm
 出口25cm×100cm 長さ5m
真空排気系:クライオポンプ450m3/s 2台
      ターボポンプ5000l/s  2台
計測 短パルス用カロリーメータ    
電極・ビームダンプ冷却水温度上昇
可視光モニター
小型テストスタンド
真空容器:     φ1.5m×H1.5m
真空排気系:ターボポンプ 2000l/s  2台
フィラメント電源:15V, 2000A
アーク電源:     150V, 800A  
引出電源:      -10kV, 0.1A 連続
加速電源:      -30kV, 10A 0.1秒
RF発振器:      2MHz 10kW  
YAGレーザー:1064nm, 1.25J/8ns, 10Hz, φ10mm

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