JPH095466A - 中性粒子入射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ドリフト管に設置される遮蔽体への熱負荷を低
減させると共に、プラズマへのビームに入射効率を向上
させることにある。 【構成】イオン源７から引出されるイオンビーム11を中
性化セル６を通して中性粒子ビームに変換し、この中性
粒子ビームを内周部に遮蔽体12が設置されたドリフト管
４を通して核融合装置本体のプラズマ２に入射する中性
粒子入射装置において、ビーム入射効率に影響を与える
因子についてその影響を解析にて評価し、その結果に基
づいて中性粒子ビームの焦点13をプラズマ中心とドリフ
ト管４との間に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、核融合装置の中性粒子
入射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】核融合装置において、熱核融合反応を達
成するためには高密度のプラズマを加熱してその温度を
上げる必要がある。このため、外部からプラズマ中にエ
ネルギを注入することによってプラズマを加熱するよう
にしている。

【０００３】従来、プラズマの加熱方法の一つとして中
性粒子を加熱する中性粒子入射装置がある。図６は、か
かる従来の中性粒子入射装置と核融合装置本体の構成例
を示すものである。図６において、１はプラズマ２を閉
込める核融合装置本体の真空容器、３はこの真空容器１
に有するドリフト管４にゲート弁５を介して接続された
中性粒子入射装置本体の真空容器で、この真空容器３は
中性化セル６を介してイオン源７に連通させてある。

【０００４】上記核融合装置本体の真空容器１に有する
ドリフト管４の内周部には遮蔽体１２が設けられ、また
中性粒子入射装置の真空容器３内にはビームを偏向する
ための偏向電磁石８及びこの偏向電磁石８によりビーム
を熱負荷として取除くビームダンプ９が設けられてい
る。

【０００５】また、イオン源からのイオンの出射口には
電極１０が設けられている。このような構成の中性粒子
入射装置において、イオン源７で生成した水素あるいは
重水素のイオンビームを引出して入射エネルギまで加速
した後に、このイオンビームを中性化セル６を通して衝
突による荷電交換によって中性粒子ビームに変換する。
この中性粒子ビームは、図中においてはイオンビーム、
中性粒子ビームの区別はなく、ビーム１１として示して
ある。

【０００６】中性化セル６においては、すべてのイオン
ビームが中性化されるわけではなく、一部はイオンのま
ま残る。これらイオンは偏向電磁石８によってその軌道
が曲げられ、ビームダンプ９に入射させて熱負荷として
取除いている。但し、図中では偏向されたイオンビーム
は示していない。

【０００７】中性粒子入射装置の真空容器３と核融合装
置本体の真空容器２との接続間に設けられたゲート弁５
により中性粒子入射装置と核融合装置本体とを仕切るよ
うになっている。また、中性粒子入射装置では図示して
いないクライオポンプによって、ビームラインに注入さ
れる水素あるいは重水素ガスやビームラインで発生する
ガスを排気してビームラインを高真空に保っている。

【０００８】中性粒子加熱では高速粒子ビームをプラズ
マ中に打込み、衝突によってプラズマ温度を上げる。こ
のため、中性粒子加熱装置からプラズマ中にいかに高強
度の中性粒子ビームを入射させるかがポイントである。

【０００９】一方、イオン源から引出されるビームは、
電極１０に開けられた多数の引出孔から引出される。ビ
ームは広い引出面積から引出され、またイオンビーム自
体が発散角を持っているので、そのままではビームが広
がって行く。このため、焦点１３を設定してそこに各引
出孔から引出されるビームのビーム軸１４を結ぶように
する。図では最も外側の引出孔から引出されるビームに
ついてそのビーム軸１４を示してある。

【００１０】引出されるビームは発散角を持っているた
め、ビーム軸１４に対して平行なビームとはならず、下
流に行くにつれ広がって行く。このため、ハッチングで
示したような焦点１３でも広がりのあるビームになる。

【００１１】本来、中性粒子ビームはプラズマ中心を焦
点としてプラズマ３中に入射させることが望ましい。図
６では焦点１３をプラズマ中心に設定したものとして示
してある。プラズマ中心を焦点とすれば、プラズマ中心
で最もビームの密度が高くなる。

【００１２】しかしながら、ドリフト管４は真空容器１
の周りに設置されるプラズマ閉込め用のコイル（図示し
ていない）との干渉や他のポート（図示していない）と
の関係から、自ずとその断面形状には制限がある。

【００１３】また、核融合装置本体の真空容器１と中性
粒子入射装置とのコンダクタンスを抑える観点からも、
その断面の大きさは小さくする方が望ましい。このた
め、ビームがすべてドリフト管４を通過するとは限ら
ず、ビームの周辺がドリフト管４を通過する際にしゃ断
される。したがって、ビームの一部はドリフト管の入口
あるいは内面に当り、熱負荷となる。

【００１４】また、この他にも中性粒子が残留水素ガス
と衝突して再電離されてイオンになったビームが核融合
装置本体の磁場で曲げられてドリフト管４の内面に熱負
荷として入射する。このため、入射ポート内面に冷却管
（図示していない）をつけた遮蔽体１２を設置し、熱負
荷を除去するようにしている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このような中性粒子入
射装置において、前述したようにドリフト管４は核融合
装置本体の磁場に形成されるコイルと真空容器との位置
関係からある程度、その形状が制限される。特に真空容
器の周りに螺旋形状に複雑にコイルを配置したヘリカル
装置ではドリフト管の断面寸法は小さい。また、プラズ
マに対して中性粒子を接線入射させる場合は、プラズマ
中心に焦点を設定するとドリフト管４から遠く離れた位
置に焦点があることになり、焦点の位置が問題になって
くる。

【００１６】図７は接線入射の場合を例にとって焦点位
置の問題点について説明する。図７は核融合装置本体と
中性粒子入射装置とを平面図で示したものである。この
ような核融合装置でプラズマ中心軸上の点１５を中性粒
子ビームの焦点に設定すると、この焦点１５とドリフト
管４が離れているために、中性粒子ビームは十分に絞ら
れない状態でドリフト管４を通過する。このため、ドリ
フト管４の口径がビーム分布径よりも大きくないと全て
のビームを通過させることができない。

【００１７】しかしながら、ドリフト管４の断面の大き
さには上記のように限度があり、ビームはどリフト管４
で一部がしゃ断される。特に接線入射では、上記理由に
よりビーム損失が大きくなり易く、場合によってはプラ
ズマ加熱に必要なビームパワーを入射させられないだけ
でなく、ドリフト管４の遮蔽体１２に対する熱負荷も大
きい。

【００１８】ドリフト管４でのビーム損失を減らして且
つプラズマ２に対するビームパワーを確保するために
は、ビーム焦点をドリフト管４の中心１６に設定する方
法がある。この場合、ビームがドリフト管中心で最小断
面となるため、ドリフト管部におけるビーム損失も少な
く、遮蔽体１２への熱負荷も小さい。

【００１９】しかし、ドリフト管４を通過した後でビー
ムは広がるため、プラズマ中心軸１７上の点１５におけ
るビーム密度が減少する。プラズマに対してはできるだ
け高密度のビームを入射させる観点からは、なるべくビ
ーム焦点はプラズマ中心に近付けた方が良い。一方、ド
リフト管４に対する熱負荷を低減するにはビームの焦点
をドリフト管４に近付ける必要がある。

【００２０】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためにドリフト管に内周部に設置される遮蔽体への熱負
荷を低減させると共に、プラズマへのビームに入射効率
を向上させ得るビーム焦点を設定すると共に、遮蔽体の
配置、遮蔽体の構造を最適化した中性粒子入射装置を提
供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段により中性粒子入射装置を
構成するものである。請求項１に対応する発明は、イオ
ン源から引出されるイオンビームを中性化セルを通して
中性粒子ビームに変換し、この中性粒子ビームを内周部
に遮蔽体が設置されたドリフト管を通して核融合装置本
体のプラズマに入射する中性粒子入射装置において、ビ
ーム入射効率に影響を与える因子についてその影響を解
析にて評価し、その結果に基づいて中性粒子ビームの焦
点を前記プラズマ中心と前記ドリフト管との間に設定す
る。

【００２２】請求項２に対応する発明は、請求項１に対
応する発明のドリフト管の形状を中性粒子ビームの分布
形状に合せた断面形状とする。請求項３に対応する発明
は、請求項１に対応する発明の遮蔽体の形状を、前記遮
蔽体に入射する中性粒子ビームの分布に基づいてビーム
に対して傾斜させた形状とする。

【００２３】請求項４に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の複数個のイオン源からそれぞれ引出孔を通
して引出されるイオンビームを中性化セルを通して中性
粒子ビームに変換し、この中性粒子ビームを内周部に遮
蔽体が設置されたドリフト管を通して核融合装置本体の
プラズマに入射する中性粒子入射装置において、各引出
孔から引出される個々のイオンビームに対して、ビーム
入射効率に影響を与える因子についてその影響を解析に
て評価し、その結果に基づいて中性粒子ビームの焦点を
前記プラズマ中心と前記ドリフト管との間に設定する。

【００２４】ここで、その詳細について具体的に述べ
る。プラズマへのビーム入射に影響を与える因子は、イ
オン源配置、ビームエネルギ、ビーム電流密度、ビーム
引出面積、ビーム発散角、ビーム焦点、ドリフト管位置
及びドリフト管形状である。このうち、ビームエネル
ギ、ビーム電流密度、ビーム引出面積及びビーム発散角
はイオン源の性能として与えられるものである。また、
ビーム電流密度とビーム発散角はイオン源の加速部の電
極形状、電極配置から決まる。通常、ビームの広がりを
極力抑えるために、ビームの発散角を最小にする方向で
且つビーム電流密度が最大となるような電極形状、電極
配置を選択する。

【００２５】次に選択したイオン源のビーム条件に基づ
いて、プラズマ加熱に必要なビームパワーと想定ビーム
損失からビーム引出面積を設定する。また、プラズマ中
心とイオン源の間の距離は、中性化セル長さや中性粒子
入射装置を構成するに必要な内部機器の配置で決まる。

【００２６】以上で核融合装置のプラズマ中心に対する
イオン源の位置、イオン源からのビーム性能が定められ
る。従って、多数の引出孔から引出されるビームについ
て、前述のように設定したビーム性能をもとに、ビーム
の焦点距離、ドリフト管の位置及びドリフト管の断面形
状を与えて数値計算すれば、プラズマ中心に入射する中
性粒子ビームのパワーとその分布、ドリフト管における
ビーム損失及び熱負荷を求めることができる。そして、
ビーム焦点をプラズマ中心からドリフト管中心まで両者
を結ぶ軸上で適当な刻みで動かして前述した計算を行
い、ドリフト管に設置される遮蔽体に対する熱負荷を低
減させ、且つ所定の中性粒子ビームのパワーを入射させ
るためのビーム焦点の最適位置を設定する。

【００２７】

【作用】請求項１に対応する発明の中性粒子入射装置に
あっては、プラズマ中へのビーム入射量に影響を与える
因子について、その影響を解析にて評価し、且つビーム
焦点をプラズマ中心とドリフト管中心との間の最適位置
に設定することにより、ドリフト管の遮蔽体に対する熱
負荷を低減させ、且つプラズマ中への中性粒子ビーム入
射効率を向上させることができる。

【００２８】また、ドリフト管への熱負荷を求めること
によって、遮蔽体の構造を最適化あるいは簡単化でき
る。請求項２に対応する発明の中性粒子入射装置にあっ
ては、ドリフト管の形状を中性粒子ビームの分布形状に
合せた断面形状とすることで、ドリフト管の断面積を必
要最小限とすることができる。

【００２９】請求項３に対応する発明の中性粒子入射装
置にあっては、遮蔽体の形状を中性粒子ビームの分布に
基づきビームに対して傾斜させた形状とすることで、遮
蔽体に入射する熱負荷を低減させることができる。

【００３０】請求項４に対応する発明の中性粒子入射装
置にあっては、複数個のイオン源の各引出孔から引出さ
れる個々のイオンビームに対しても、請求項１に対応す
る発明と同様の手段でビーム焦点を設定することによ
り、ドリフト管の遮蔽体に入射する熱負荷を低減させる
と共に、プラズマへのビーム入射効率を向上させること
ができる。

【００３１】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図１は、本発明の第１の実施例を示す構成図で、ヘ
リカル装置に２ラインの中性粒子ビームを接線入射させ
る中性粒子入射装置の平面図を模式的に示したものであ
る。なお、図７と同一部品には同一符号を付して示す。

【００３２】図１において、１はプラズマ２を閉込める
核融合装置本体の真空容器、３はこの真空容器１に有す
るドリフト管４にゲート弁５を介して接続された中性粒
子入射装置本体の真空容器で、この真空容器３は中性化
セル６を介してイオン源７に連通している。１７はプラ
ズマ中心軸である。

【００３３】第１の実施例では、２台のイオン源７を水
平に配置し、これら２台のイオン源７から引出された２
本のビーム１１によりプラズマ２を加熱するようにした
ものである。図１において、ビームは焦点位置の説明
上、その分布を考慮せずに焦点で１点に集中するものと
して示してある。

【００３４】また、中性粒子入射装置の中心軸１８上に
示される点１５，１６及び１３は、それぞれビーム入射
上のプラズマ中心、ドリフト管中心及び第１の実施例で
設定したビーム焦点である。

【００３５】ビーム焦点１３は、ビーム入射率を計算し
た結果に基づいてプラズマ中心１５とドリフト管４の間
に設定された焦点である。次に上記のように構成された
中性粒子入射装置の作用について説明する。

【００３６】いま、前述した構成に対する形状、寸法、
ビーム性能等を具体的に与えると次の通りである。イオ
ン源７のビーム引出面１９からプラズマ中心１５までの
距離を約１５．４ｍに設定する。また、ビームは中性粒
子入射装置の中心軸に対して約２°の角度でプラズマ２
中に入射するものとする。

【００３７】ビームの条件としては、１台のイオン源７
あたり、ビームエネルギ１２５ｋｅＶ、ビームの電流値
４５Ａ、発散角０．６°のイオンビームを５８％の効率
で中性化してドリフト管４を通してプラズマ中に入射さ
せる。

【００３８】また、ドリフト管４は内径６００mmの断面
を持つ円筒形状であり、その入口はビーム引出面から約
１１．６ｍの位置にあるものとする。ドリフト管４の内
面には遮蔽体１２があるため、ビーム通過可能内径で５
６cmとする。ビーム焦点１３はプラズマ中心軸上に点１
５から約２．４ｍ中性粒子入射装置側に移した位置にあ
る。

【００３９】図２は、焦点距離に対してプラズマ２中に
入射するビームパワーを数値計算にて求めたものであ
る。但し、計算は２本のビームのうち、片側のビームに
対するものであり、もう一方のビームに対しては以下の
作用が同様になされるものである。

【００４０】図２において、横軸は中性粒子ビームの焦
点距離であり、縦軸はプラズマ中に入射する中性粒子ビ
ームパワーを示している。中性粒子ビームがドリフト管
に当らず全てプラズマ中に入射する場合、ビームパワー
は約３．２６ＭＷである。

【００４１】ビーム焦点を第１の実施例である図１に示
したビーム焦点１３の位置にすると、焦点距離は１３ｍ
程度になる。図２から分かるように焦点距離１３ｍの場
合、全パワーの約９８％の中性粒子ビームをプラズマ２
中に入射させることができる。また、ドリフト管４に設
置された遮蔽体１２で遮蔽される中性粒子ビームのパワ
ーは６０ｋＷ程度である。

【００４２】このように上記の位置１３に焦点を置くこ
とにより、従来のプラズマ中心軸上の位置１５に焦点を
設置する場合よりも、ドリフト管４を通過するビームパ
ワーが大きくなる。また、ドリフト管４の遮蔽体１２へ
の熱負荷が低減され、遮蔽体１２の冷却が容易になる。

【００４３】これは図２から容易に説明することができ
る。即ち、ビーム焦点を図１に示した点１３の位置では
なく、プラズマ中心上の焦点１５とすると（つまり、焦
点距離を１５．４ｍと定めると）、２．８７ＭＷのビー
ムに対して約８８％のビームパワーしかプラズマ中に入
射させることができない。

【００４４】一方、ドリフト管４では中性粒子ビームの
１２％が遮られることにより、遮蔽体１２には３９０ｋ
Ｗ程度の熱負荷が加わる。この熱負荷はドリフト管４の
入口における遮蔽体１２の単位面積当りの熱負荷に換算
すると平均で１３０Ｗ／cm²もの熱負荷になる。この場
合、遮蔽体１２の構造が冷却管を取付けた銅板のような
簡単な構造では熱負荷を除熱できなくなる。

【００４５】次にビーム焦点１３を逆にドリフト管４の
中心９側に近付ける場合、即ち焦点距離を１３ｍよりさ
らに短くする場合を考える。この場合は図２から分かる
ようにこれ以上ビーム焦点をドリフト管中心に近付けて
も、ドリフト管でしゃ断されるビームパワーは変化しな
い。むしろ、プラズマ中心位置１５におけるビームの分
布が広くなるだけであり、逆にビーム密度が低下すると
いう問題が生じる。

【００４６】従って、焦点を１３ｍ以下にすることは無
意味であることが分かる。以上のようにビーム焦点を適
正に設定することにより、ビーム入射効率を向上させる
ことができる。また、ドリフト管４の遮蔽体１２へ入射
する熱負荷を低減することができる。

【００４７】なお、第１の実施例では２基のビームライ
ンが水平方向に設置される場合を例としたが、ビームラ
インが上下方向に２基並べられる場合、あるいは３基以
上ビームラインが水平方向あるいは上下方向に並べられ
る場合、さらには１基のビームラインの場合について
も、同様の方法にて焦点を設定することにより、同様の
作用、効果が得られる。

【００４８】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。第２の実施例は図１を使用して説明できるので、図
面は省略する。第２の実施例では、ドリフト管４の形状
を中性粒子ビームの分布形状に合わせた断面形状とする
ことにより、ドリフト管４の断面積を必要最小限とした
構成とするものである。

【００４９】第１の実施例では、ドリフト管に制限があ
るため、ドリフト管４の形状に合せてビーム焦点１３を
設定したが、ドリフト管４の断面の大きさをある程度選
択できる場合には、図２に示したような解析結果に基づ
いてビーム入射効率が低下しないで、且つドリフト管４
の断面の大きさを最小とするドリフト管を選択するよう
にしてもよい。

【００５０】このようにすることにより、ドリフト管を
必要以上に大きくすることがなくなり、ドラフト管のコ
ンダクタンスを抑えることができる。また、ゲート弁も
小形化できる。

【００５１】次に本発明の第３の実施例を図３を参照し
て説明する。図３は本発明の第３の実施例を示す図１と
同様の構成図であり、図４は同実施例を説明するための
数値計算の結果をグラフにしたものである。

【００５２】第３の実施例では、第１の実施例で述べた
遮蔽体１２を傾斜構造としたものである。この場合、第
１の実施例で示した数値計算結果を別の形式で表して、
ドリフト管４の遮蔽体に入射する中性粒子ビームの熱負
荷として求めて、その結果から傾斜形状を設定してい
る。

【００５３】図４は第１の実施例において、即ち焦点位
置１３に設定したときに、ドリフト管４の最小径位置に
おける中性粒子ビームの熱負荷分布を示したものであ
る。ここで述べる最小径位置は、図３においてビーム分
布計算断面２０として示す。また、グラフは遮蔽近傍の
熱負荷分布のみ表示してある。

【００５４】図４において、横軸はドリフト管４の水平
断面における半径方向の位置を、縦軸はビームの熱負荷
分布を示している。熱負荷はビーム分布計算断面２０に
垂直に中性粒子ビームが入射するものとして計算した結
果を示している。

【００５５】図４において、横軸２８cmの位置に示した
縦線は遮蔽体の最小径位置を表示したものである。２８
cmの寸法位置は図３に記載している。この場合、２８cm
より小さい範囲（領域Ａ）の部分のビームはドリフト管
１２を通過し、プラズマ中（図３には記載していない）
に入射する。一方、２８cmより大きい範囲（領域Ｂ）の
部分のビームは遮蔽体１２に当る。

【００５６】図４に示した結果からは最大２００Ｗ／cm
² の熱負荷が遮蔽体１２に入射していることになる。一
般的に２００Ｗ／cm² の熱負荷が数秒以上入射する面で
は、冷却管２１を取付けた板構造の遮蔽体では熱負荷を
除熱できない。

【００５７】そこで、図３に示すように遮蔽体２２をビ
ーム１１に対して傾けた構造にすると入射面積が増加
し、単位面積当たりの熱負荷が低減する。本実施例で
は、遮蔽体２２をビーム１１に対して１５°傾斜させて
おり、熱負荷が１／４に、すなわち最大でも約５０Ｗ／
cm² に抑えることができる。この結果、冷却構造を簡単
にできる。

【００５８】一方、遮蔽体２２の熱負荷を評価し、遮蔽
体の形状を傾斜構造とすることによって、遮蔽体２２へ
の熱負荷を低減させることができることは、第１の実施
例で述べたビーム焦点１３をさらにプラズマ側に近付け
ることにもつながり、より密度の高いビームをプラズマ
に入射させることができる。

【００５９】次に本発明の第４の実施例を図５を参照し
て説明する。第４の実施例では、イオン源の個々の引出
穴から引き出されるイオンビームの１つ１つを異なる焦
点とするするものである。

【００６０】図５において、電極１０の中心から電極外
周側に引出孔が離れて行くにつれ、ビームの焦点位置を
プラズマ中心軸上の焦点１５からドリフト管４の中心に
移している。

【００６１】従来のイオン源、あるいは第１の実施例で
述べたイオン源７から引出されるビームは、広い面積の
電極１０に開けられた多数の引出孔から引き出された１
つ１つのビームが集まって大面積のビームを成してい
る。そして、それらは１箇所でそのビーム軸２３を結び
焦点とするように引出される。

【００６２】上記ビームにおいて、ドリフト管４でしゃ
断されるビームは、電極の外周に近い領域から引出され
たビームである。電極中央部の引出孔から引出されるビ
ーム（例えば図中２４のビーム）は、ドリフト管４でし
ゃ断されることなく、プラズマ２中に入射する。このた
め、焦点をドリフト管中心近くに設定する必要はない。

【００６３】そこで、第４の実施例では電極中心から電
極外周側に引出孔が離れて行くにつれて、ビームの焦点
位置をプラズマ中心軸上の焦点１５からドリフト管中心
１６に移すことにより、ドリフト管を通過するビームパ
ワーを増加させることができる。

【００６４】上記のような構成とすることにより、ドリ
フト管に設置される遮蔽体１２への熱負荷を低減させる
と共に、プラズマ２へのビーム入射効率を向上させるこ
とができる。

【００６５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ビー
ム入射効率に影響を与える因子についてその影響を解析
にて評価し、ビーム焦点をプラズマ中心とドリフト管中
心との間に設定することにより、ドリフト管に設置され
る遮蔽体への熱負荷を低減させると共に、プラズマへの
ビーム入射効率を向上させ、且つ中性粒子ビームのパワ
ー密度が最大となるような中性粒子入射装置を提供する
ことができる。

【００６６】また、ドリフト管への熱負荷を求めること
によって、遮蔽体の形状を熱負荷を低減できるような構
造で最適化できる。さらに、その結果に基づいてビーム
焦点をプラズマ側に近付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による中性粒子入射装置の第１の実施例
を示す構成図。

【図２】同実施例において、焦点距離に対するプラズマ
中へのビーム入射量の数値計算結果を示すグラフ。

【図３】本発明の第３の実施例を示す構成図。

【図４】同実施例において、ドリフト管の最小径位置に
おけるビームの熱負荷分布の数値計算結果を示すグラ
フ。

【図５】本発明の第４の実施例を示す構成図。

【図６】従来の中性粒子入射装置のビーム焦点の設定の
一例を示す構成図。

【図７】図６に示す従来の一例において接線入射に対す
る構成図。

【符号の説明】

１……核融合装置本体の真空容器、２……プラズマ、３
……中性粒子入射装置の真空容器、４……ドリフト管、
５……ゲート弁、６……中性化セル、７……イオン源、
８……偏向電磁石、９……ビームダンプ、１０……電
極、１１……ビーム、１２……遮蔽体、１３……ビーム
焦点、１４……ビーム軸、１５……プラズマ中心軸上の
点、１６……ドリフト管中心、１７……プラズマ中心
軸、１８……中性粒子入射装置の中心軸、１９……引出
面、２０……ビーム分布計算断面、２１……冷却管、２
２……遮蔽体、２３……ビーム軸、２４……電極中央部
から引出されるビームのビーム軸。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオン源から引出されるイオンビームを
   中性化セルを通して中性粒子ビームに変換し、この中性
   粒子ビームを内周部に遮蔽体が設置されたドリフト管を
   通して核融合装置本体のプラズマに入射する中性粒子入
   射装置において、 ビーム入射効率に影響を与える因子についてその影響を
   解析にて評価し、その結果に基づいて中性粒子ビームの
   焦点を前記プラズマ中心と前記ドリフト管との間に設定
   するようにしたことを特徴とする中性粒子入射装置。
2. 【請求項２】 前記ドリフト管の形状を中性粒子ビーム
   の分布形状に合せた断面形状としたことを特徴とする請
   求項１記載の中性粒子入射装置。
3. 【請求項３】 遮蔽体の形状を、前記遮蔽体に入射する
   中性粒子ビームの分布に基づいてビームに対して傾斜さ
   せた形状としたことを特徴とする請求項１記載の中性粒
   子入射装置。
4. 【請求項４】 複数個のイオン源からそれぞれ引出孔を
   通して引出されるイオンビームを中性化セルを通して中
   性粒子ビームに変換し、この中性粒子ビームを内周部に
   遮蔽体が設置されたドリフト管を通して核融合装置本体
   のプラズマに入射する中性粒子入射装置において、 各引出孔から引出される個々のイオンビームに対して、
   ビーム入射効率に影響を与える因子についてその影響を
   解析にて評価し、その結果に基づいて中性粒子ビームの
   焦点を前記プラズマ中心と前記ドリフト管との間に設定
   するようにしたことを特徴とする中性粒子入射装置。