JPH1073688A - Neutral particle injector - Google Patents

Neutral particle injector

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JPH1073688A
JPH1073688A JP8228563A JP22856396A JPH1073688A JP H1073688 A JPH1073688 A JP H1073688A JP 8228563 A JP8228563 A JP 8228563A JP 22856396 A JP22856396 A JP 22856396A JP H1073688 A JPH1073688 A JP H1073688A
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JP
Japan
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magnetic field
neutralization cell
cell
neutralization
discharge
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Pending
Application number
JP8228563A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Hashimoto
清 橋本
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH1073688A publication Critical patent/JPH1073688A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

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  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a neutral particle injector capable of uniformly impressing magnetic field to the center of neutralization cell and instantaneously changing the magnetic field to a desired magnetic field when it occurs a change in discharge conditions. SOLUTION: To a tube shape neutralization cell 11, a waveguide 12 guiding a microwave to the neutralization cell 11 is connected. A microwave generator source which is connected to the neutralization cell 11 via the waveguide 12 and generating microwave is not shown in the figure. On the neutralization cell 11, an inlet, which is not shown in the figure, is provided for introducing discharge gas in the neutralization cell 11. Along the outer wall of the neutralization cell 11, a solenoid coil 13 is wound. To the solenoid coil 13, a power source 14 supplying voltage to the solenoid coil 13 is connected. With a neutral particle injector of this constitution, a magnetic field of uniform strength to the inside of the neutralization cell 11 can be penetrated and so plasma can be efficiently generated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、中性粒子入射装置
に係り、特に核融合炉に使用される中性粒子入射装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a neutral beam injector, and more particularly to a neutral beam injector used in a fusion reactor.

【0002】[0002]

【従来の技術】核融合で用いられる中性粒子入射装置N
BI(Neutral Beam Injector )のイオンビームには、
水素あるいは重水素の負イオンビーム(H- 、D- )が
使用されている。
2. Description of the Related Art Neutral particle injector N used in nuclear fusion
The BI (Neutral Beam Injector) ion beam
A negative ion beam of hydrogen or deuterium (H , D ) is used.

【0003】以下、従来の中性粒子入射装置の構成につ
いて図面を参照して説明する。図6は、中性粒子入射装
置の断面図である。放電室1には、予め例えば重水素ガ
スが導入されており、放電によって重水素の負イオンD
- が生成される。生成された負イオンは、放電室1に設
けられる複数の引き出し電極2に穿設される複数のイオ
ン引き出し孔から放電室1外部に引き出される。複数の
各引き出し電極2には、所定の電圧が印加されており、
負イオンが引き出し電極2を通過する際に、序々に加速
され所望の高エネルギとなる。隣接する各引き出し電極
2間には図示しない絶縁物が挿入される。
Hereinafter, the configuration of a conventional neutral particle injector will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a cross-sectional view of the neutral particle injector. For example, a deuterium gas is previously introduced into the discharge chamber 1 and the negative ions D of the deuterium are discharged by the discharge.
- is generated. The generated negative ions are extracted to the outside of the discharge chamber 1 from a plurality of ion extraction holes formed in a plurality of extraction electrodes 2 provided in the discharge chamber 1. A predetermined voltage is applied to each of the plurality of extraction electrodes 2,
As the negative ions pass through the extraction electrode 2, they are gradually accelerated to have a desired high energy. An insulator (not shown) is inserted between the adjacent extraction electrodes 2.

【0004】加速された負イオンは、中性化セル3へ入
射される。中性化セル3内には放電によって生成された
プラズマがあり、入射された負イオンはプラズマ中のイ
オンや電子と衝突して高速の中性粒子(D0 )に変換さ
れる。変換された中性粒子は、中性粒子ビーム7とな
り、中性化セル3に接続されるドリフト管8中を直進
し、トカマク等のプラズマへ入射され、そのプラズマの
加熱等に利用される。
[0004] The accelerated negative ions enter the neutralization cell 3. In the neutralization cell 3, there is plasma generated by electric discharge, and the incident negative ions collide with ions and electrons in the plasma and are converted into high-speed neutral particles (D 0 ). The converted neutral particles become a neutral particle beam 7, travel straight through a drift tube 8 connected to the neutralization cell 3, enter a plasma such as a tokamak, and are used for heating the plasma.

【0005】一方、プラズマ中を通過する際に中性化さ
れなかった負イオンD- や、中性化されたD0 が電離す
ることによって生成される正イオンD+ は、中性化セル
3を通過後に、磁場によって偏向され、ビームダンプ
5、6で吸収し除熱される。
On the other hand, the negative ions D not neutralized when passing through the plasma and the positive ions D + generated by ionizing the neutralized D 0 are supplied to the neutralization cell 3. After passing through, the light is deflected by the magnetic field, absorbed by the beam dumps 5 and 6, and heat is removed.

【0006】中性化セル3に導入されるD2 ガスは、供
給口4から供給され、排気ポンプ9、10によって排気
される。また、中性化セル3でプラズマを発生させるた
めに高周波を用いる場合がある。高周波を用いた放電で
は、放電の発生を容易にするために、磁場を利用するこ
とがある。特に、プラズマの発生に良く用いられる2.
45[GHz]の周波数のマイクロ波の場合は、磁場強
度が0.0875[T]の時に電子サイクロトロン共鳴
と呼ばれる現象があり、マイクロ波のパワーを効率良く
プラズマに吸収させる。図7に示す中性粒子入射装置の
中性化セルの断面図(J.R.Trow and K.G.Moses:CHARACT
ERISTICS OF AN RF PLASMA NEUTRALIZER:American Ins
titute ofPhysics 1987 p651 )には、中性化セル3の
外壁20に、隣接する永久磁石21が互いに極性が異な
る様に装着され磁場を発生する例が開示されている。な
お、図7中実線は磁力線を示す。
The D 2 gas introduced into the neutralization cell 3 is supplied from a supply port 4 and exhausted by exhaust pumps 9 and 10. In some cases, a high frequency is used to generate plasma in the neutralization cell 3. In a discharge using a high frequency, a magnetic field may be used in order to facilitate the generation of the discharge. In particular, it is often used for generating plasma.
In the case of a microwave having a frequency of 45 [GHz], there is a phenomenon called electron cyclotron resonance when the magnetic field intensity is 0.0875 [T], and the power of the microwave is efficiently absorbed by the plasma. Sectional view of the neutralization cell shown in Fig. 7 (JRTrow and KGMoses: CHARACT
ERISTICS OF AN RF PLASMA NEUTRALIZER: American Ins
The titute of Physics 1987 p651) discloses an example in which adjacent permanent magnets 21 are mounted on the outer wall 20 of the neutralization cell 3 so that their polarities are different from each other, and generate a magnetic field. Note that the solid line in FIG. 7 indicates the line of magnetic force.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
様な構成をなす中性粒子入射装置では、中性化セルの内
部(中心)にまで磁場が侵入せず、所望の放電状態を得
るために必要な磁場を発生させることが困難であった。
However, in the neutral particle injector having the above-described structure, the magnetic field does not penetrate into the interior (center) of the neutralization cell, and a desired discharge state is obtained. It was difficult to generate the required magnetic field.

【0008】また、磁場の強度を変更する際には永久磁
石の数や形状や配置場所をその都度変える等の作業が必
要であった。さらに、永久磁石を用いた場合には、磁場
の強度が不足し所望の磁場を得ることができないという
問題もあった。
When the intensity of the magnetic field is changed, it is necessary to change the number, shape, and location of the permanent magnet each time. Further, when a permanent magnet is used, there is a problem that the strength of the magnetic field is insufficient and a desired magnetic field cannot be obtained.

【0009】この様に従来の中性粒子入射装置では、プ
ラズマの発生に必要な磁場を中性化セル内に均一に効率
よく発生させることが出来ず、また放電条件に応じて磁
場の強度を瞬時に変えることが困難であった。
As described above, in the conventional neutral particle injector, the magnetic field required for generating plasma cannot be uniformly and efficiently generated in the neutralization cell, and the intensity of the magnetic field depends on the discharge condition. It was difficult to change instantly.

【0010】そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑み
てなされたもので、中性化セルの中心まで磁場を均一に
印加し、また放電条件の変化があった場合、磁場を所望
の磁場に瞬時に変えることができる中性粒子入射装置の
提供を目的とする。
In view of the above, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and a magnetic field is applied uniformly to the center of the neutralization cell. It is an object of the present invention to provide a neutral particle injector which can be changed instantaneously.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の中性粒子入射装置は、放電によりイオン
を生成する放電室と、前記放電室から射出されるイオン
を、高周波放電によるプラズマ粒子に衝突させて中性粒
子に変換させる中性化セルと、前記中性化セルの周囲に
設けられ、前記中性化セル内を通過する中性粒子の進行
方向に対して直交する面内に分布する磁場の強度が、均
一となるような磁場を発生する磁場発生手段と、前記中
性化セル内に放電ガスを供給し排気する放電ガス供給排
気手段と、前記中性化セルで生成された中性粒子を前記
中性化セル外部に導く伝送手段とから構成される。
In order to achieve the above object, a neutral particle injector according to the present invention comprises a discharge chamber for generating ions by discharge, and a high-frequency discharge for discharging ions from the discharge chamber. And a neutralization cell that collides with the plasma particles to be converted into neutral particles, provided around the neutralization cell, and is orthogonal to the traveling direction of the neutral particles passing through the neutralization cell. Magnetic field generating means for generating a magnetic field such that the intensity of a magnetic field distributed in a plane is uniform, discharge gas supply / exhaust means for supplying and exhausting a discharge gas into the neutralization cell, and the neutralization cell And a transmission unit for guiding the neutral particles generated in the above to the outside of the neutralization cell.

【0012】次に、本発明の中性粒子入射装置は、放電
によりイオンを生成する放電室と、内部の、前記放電室
から射出されたイオンの進行方向に対して直交する面内
に分布する磁場の強度が、均一となるような磁場を発生
させ、前記放電室から射出されるイオンを、高周波放電
によるプラズマ粒子に衝突させて中性粒子に変換させる
中性化セルと、前記中性化セル内に放電ガスを供給し排
気する放電ガス供給排気手段と、前記中性化セルで生成
された中性粒子を前記中性化セル外部に導く伝送手段と
から構成される。なお、中性化セル中に発生する磁場の
強度は、例えば2.45[GHz]の周波数を持つマイ
クロ波等の高周波の場合、0.0875[T]が最も良
い。
Next, the neutral particle injector of the present invention is distributed in a discharge chamber for generating ions by discharge and in a plane perpendicular to the traveling direction of the ions ejected from the discharge chamber. A neutralization cell that generates a magnetic field such that the intensity of the magnetic field becomes uniform and collides ions ejected from the discharge chamber with plasma particles by high-frequency discharge to convert the ions into neutral particles; It comprises discharge gas supply / exhaust means for supplying and exhausting discharge gas into the cell, and transmission means for guiding neutral particles generated in the neutralization cell to the outside of the neutralization cell. Note that the intensity of the magnetic field generated in the neutralization cell is most preferably 0.0875 [T] in the case of a high frequency such as a microwave having a frequency of 2.45 [GHz].

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しながら説明していく。図1は、中性粒子入射装置の
第1実施例の斜視図である。管状の中性化セル11に
は、中性化セル11にマイクロ波を導入する導波管12
が接続される。導波管12を介して中性化セル11に接
続されるマイクロ波を発生させるマイクロ波発生源は図
示されていない。中性化セル11には、中性化セル11
中に放電ガスを導入するための図示しない導入口が設け
られる。また、中性化セル11の外壁に沿ってソレノイ
ドコイル13(磁場発生手段)が巻回される。ここでは
隣接するソレノイドコイルの間隔はδに設定されてい
る。ソレノイドコイル13には、ソレノイドコイル13
に電圧を供給する電源14が接続される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a neutral particle injector. The tubular neutralization cell 11 includes a waveguide 12 for introducing microwaves into the neutralization cell 11.
Is connected. A microwave source for generating microwaves connected to the neutralization cell 11 via the waveguide 12 is not shown. The neutralization cell 11 includes a neutralization cell 11.
An introduction port (not shown) for introducing a discharge gas therein is provided. Further, a solenoid coil 13 (magnetic field generating means) is wound along the outer wall of the neutralization cell 11. Here, the interval between adjacent solenoid coils is set to δ. The solenoid coil 13 includes a solenoid coil 13.
Is connected to a power supply 14 for supplying a voltage.

【0014】この様な構成からなる中性粒子入射装置の
第1実施例の動作について説明する。 導入口から中性
化セル11中に導入された放電ガス(例えば重水素D
2 )は、導波管12から中性化セル11中に導かれるマ
イクロ波の電場によって放電を起こす。放電ガスの中性
化セル内への供給、排気は、図示しない放電ガス供給排
気手段によって行われる。放電ガスD2 は、マイクロ波
による放電によってプラズマ(D+ ,D- ,D0 )を生
成する。また、中性化セル11の一端(図1中矢印方
向)から中性化セル11中にイオンビーム(D- )が入
射される。このイオンビームは、放電によりイオンを生
成する図示しない放電室から出射される。入射された負
イオンD- は、プラズマ中のイオンや電子と衝突し、中
性粒子化(D0 )される。中性化されたビームは、中性
化セル11の他端から中性化セル11外部に射出され
る。射出された中性粒子ビームは、ドリフト管16(伝
送手段)を通過して、トカマク等のプラズマへ入射され
る。
The operation of the first embodiment of the neutral particle injector having such a configuration will be described. Discharge gas (for example, deuterium D) introduced into the neutralization cell 11 from the introduction port
In 2 ), a discharge is caused by an electric field of a microwave guided from the waveguide 12 into the neutralization cell 11. The supply and exhaust of the discharge gas into the neutralization cell are performed by a discharge gas supply and exhaust unit (not shown). The discharge gas D 2 generates plasma (D + , D , D 0 ) by microwave discharge. Further, an ion beam (D ) is incident on the neutralization cell 11 from one end of the neutralization cell 11 (in the direction of the arrow in FIG. 1). This ion beam is emitted from a discharge chamber (not shown) that generates ions by discharging. The incident negative ions D collide with ions and electrons in the plasma and are converted into neutral particles (D 0 ). The neutralized beam is emitted from the other end of the neutralization cell 11 to the outside of the neutralization cell 11. The emitted neutral particle beam passes through the drift tube 16 (transmission means) and is incident on plasma such as tokamak.

【0015】ここで、中性化セル11内の放電効率を良
くし、放電によって生成されるプラズマ粒子を中性化セ
ル11内で均一に分布させるために、例えば、中性化セ
ル11に巻装されるソレノイドコイル13の巻き数や中
性化セル11の形状等を変えることなく、ソレノイドコ
イル13に電源14から所定の電流を供給することで、
所望の強度の均一磁場を、中性化セル11内の中性粒子
の進行方向に対して直交する面内に発生させている。こ
の様にして発生された磁場は、中性化セル11の内部
(中央部)にまで侵入し、中性化セル11内での磁場は
ほぼ均一である。
Here, in order to improve the discharge efficiency in the neutralization cell 11 and uniformly distribute the plasma particles generated by the discharge in the neutralization cell 11, for example, the winding is performed around the neutralization cell 11. By supplying a predetermined current from the power supply 14 to the solenoid coil 13 without changing the number of turns of the mounted solenoid coil 13 or the shape of the neutralization cell 11,
A uniform magnetic field having a desired strength is generated in a plane orthogonal to the traveling direction of the neutral particles in the neutralization cell 11. The magnetic field generated in this way penetrates into the neutralization cell 11 (central part), and the magnetic field in the neutralization cell 11 is substantially uniform.

【0016】また、ソレノイドコイル13に供給する電
流を変えることで、磁場の強度を容易に変えることがで
きる。さらに、ソレノイドコイル13の巻き数や中性化
セル11の形状を変えることによっても、所望の磁場を
得ることができる。
By changing the current supplied to the solenoid coil 13, the strength of the magnetic field can be easily changed. Furthermore, a desired magnetic field can be obtained by changing the number of turns of the solenoid coil 13 and the shape of the neutralization cell 11.

【0017】特に、2.45[GHz]の周波数のマイ
クロ波の場合には、磁場強度が0.0875[T]の時
に電子サイクロトロン共鳴を起こし、マイクロ波のパワ
ーを効率よくプラズマに吸収させることができる。
In particular, in the case of a microwave having a frequency of 2.45 [GHz], electron cyclotron resonance occurs when the magnetic field intensity is 0.0875 [T], and the power of the microwave is efficiently absorbed by the plasma. Can be.

【0018】この磁場強度0.0875[T]を中性化
セル11内に均一に発生させるために必要な起磁力は、
1[m]あたり約70000[A・ターン]であり、永
久磁石によって中性化セル11中央部(中心)に発生さ
せることは無理である。これに対し、ソレノイドコイル
13を使用することにより中性化セル11の中央部(中
心)にまで、ほぼ均一な磁場(0.0875[T])を
発生させることができる。
The magnetomotive force required to uniformly generate the magnetic field strength 0.0875 [T] in the neutralization cell 11 is as follows:
It is about 70,000 [A-turn] per [m], and it is impossible to generate the neutralized cell 11 at the center (center) by a permanent magnet. On the other hand, by using the solenoid coil 13, a substantially uniform magnetic field (0.0875 [T]) can be generated up to the center (center) of the neutralization cell 11.

【0019】以上述べた様に第1実施例では、中性化セ
ル11の中央部にまで所望の磁場を発生させることがで
きる。また、発生する磁場の強度も中性化セル11内部
ではほぼ均一とすることができる。そのため、負イオン
から中性粒子ビームを効率良く得ることができ、高出力
の中性粒子ビームを射出できる。
As described above, in the first embodiment, a desired magnetic field can be generated up to the center of the neutralization cell 11. Further, the intensity of the generated magnetic field can be made substantially uniform inside the neutralization cell 11. Therefore, a neutral particle beam can be efficiently obtained from negative ions, and a high-power neutral particle beam can be emitted.

【0020】さらに、ソレノイドコイル13に流す電流
値を変えることで容易に磁場を変化させることができ
る。また、ソレノイドコイル13の中性化セル11に対
する巻数を調整することでも磁場の強度を変化させるこ
とができる。また、中性化セル11にソレノイドコイル
13を巻回するだけで良く、特別な工程によって中性粒
子入射装置を作成する必要がなく、コストの大幅な上昇
を抑えることができる。
Further, the magnetic field can be easily changed by changing the value of the current flowing through the solenoid coil 13. Also, the strength of the magnetic field can be changed by adjusting the number of turns of the solenoid coil 13 with respect to the neutralization cell 11. In addition, it is only necessary to wind the solenoid coil 13 around the neutralization cell 11, and there is no need to create a neutral particle injector by a special process, so that a significant increase in cost can be suppressed.

【0021】次に、中性粒子入射装置の第2実施例の構
成を図2を参照しながら説明する。なお、以下の各実施
例において、上記第1実施例と同一構成要素には、同一
符号を付し、重複する説明は省略する。
Next, the configuration of a second embodiment of the neutral particle injector will be described with reference to FIG. In the following embodiments, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted.

【0022】第2実施例の特徴は、中性化セル11が導
電体から形成され、電極を接続することによって、中性
化セル11内部に発生する磁場を均一に所望の強度にで
きることである。
The feature of the second embodiment is that the neutralization cell 11 is formed of a conductor, and by connecting electrodes, the magnetic field generated inside the neutralization cell 11 can be made uniform to a desired intensity. .

【0023】図2は、中性粒子入射装置の第2実施例の
斜視図である。例えば銅等の導電体からなる中性化セル
11は、側面の一部に空隙をもって形成される。空隙に
は、図示しないが例えばアルミナセラミックス等の絶縁
物が挿入される。その絶縁物を挟むようにして電源14
が中性化セル11に接続される。 以下、この様な構成
からなる第2実施例の動作について説明する。
FIG. 2 is a perspective view of a second embodiment of the neutral particle injector. For example, the neutralization cell 11 made of a conductor such as copper is formed with a gap in a part of the side surface. Although not shown, for example, an insulator such as alumina ceramics is inserted into the gap. The power supply 14 sandwiches the insulator.
Are connected to the neutralization cell 11. Hereinafter, the operation of the second embodiment having such a configuration will be described.

【0024】導入口から中性化セル11中に導入された
放電ガス(例えば重水素D2 )は、導波管12から中性
化セル11中に導かれるマイクロ波の電場によって放電
を起こす。放電ガスの中性化セル内への供給、排気は、
図示しない放電ガス供給排気手段によって行われる。放
電ガスD2 は、マイクロ波による放電によってプラズマ
(D+ ,D- ,D0 )を生成する。また、中性化セル1
1の一端(図2中矢印方向)から中性化セル11中にイ
オンビーム(D- )が入射される。このイオンビーム
は、放電によりイオンを生成する図示しない放電室から
出射される。入射された負イオンD- は、プラズマ中の
イオンや電子と衝突し、中性化(D0 )される。中性化
された中性粒子ビームは、中性化セル11の他端から中
性化セル11外部に射出される。射出された中性粒子ビ
ームは、ドリフト管16を通過して、トカマク等のプラ
ズマへ入射される。
The discharge gas (for example, deuterium D 2 ) introduced into the neutralization cell 11 from the inlet causes discharge by a microwave electric field guided from the waveguide 12 into the neutralization cell 11. The supply and exhaust of the discharge gas into the neutralization cell
This is performed by a discharge gas supply / exhaust unit not shown. The discharge gas D 2 generates plasma (D + , D , D 0 ) by microwave discharge. In addition, neutralization cell 1
An ion beam (D ) is incident on the neutralization cell 11 from one end (in the direction of the arrow in FIG. 2) of the first cell 1. This ion beam is emitted from a discharge chamber (not shown) that generates ions by discharging. Incident negative ions D - collide with ions and electrons in the plasma is neutralized (D 0). The neutralized neutral particle beam is emitted from the other end of the neutralization cell 11 to the outside of the neutralization cell 11. The emitted neutral particle beam passes through the drift tube 16 and enters a plasma such as a tokamak.

【0025】ここで、中性化セル11内の放電効率を良
くし、放電によって生成されるプラズマ粒子を、中性化
セル11内に入射されるイオンビームの進行方向に対し
て直交する面内に均一強度の磁場を分布させるために、
例えば、中性化セル11の形状を変えることなく、導電
性からなる中性化セル11に電源14から所定の電流を
供給することで、所望の強度の磁場を中性化セル11内
に発生させている。この様にして発生された磁場は、中
性化セル11の内部(中央部)にまで侵入し、中性化セ
ル11内の磁場はほぼ均一となる。また、電源14の電
流を変えることで、磁場の強度を容易に変えることがで
きる。さらに、中性化セル11の形状を変えることによ
っても、所望の磁場を容易に得ることができる。
Here, the discharge efficiency in the neutralization cell 11 is improved, and the plasma particles generated by the discharge are generated in a plane orthogonal to the traveling direction of the ion beam incident on the neutralization cell 11. In order to distribute a magnetic field of uniform intensity
For example, by supplying a predetermined current from the power supply 14 to the neutralization cell 11 made of a conductive material without changing the shape of the neutralization cell 11, a magnetic field of a desired intensity is generated in the neutralization cell 11. Let me. The magnetic field generated in this way penetrates into the inside (central part) of the neutralization cell 11, and the magnetic field in the neutralization cell 11 becomes substantially uniform. Also, by changing the current of the power supply 14, the strength of the magnetic field can be easily changed. Further, a desired magnetic field can be easily obtained by changing the shape of the neutralization cell 11.

【0026】特に、2.45[GHz]の周波数のマイ
クロ波の場合には、磁場強度が0.0875[T]の時
に電子サイクロトロン共鳴を起こし、マイクロ波のパワ
ーを効率よくプラズマに吸収させることができる。
In particular, in the case of a microwave having a frequency of 2.45 [GHz], electron cyclotron resonance occurs when the magnetic field intensity is 0.0875 [T], and the power of the microwave is efficiently absorbed by the plasma. Can be.

【0027】この磁場強度0.0875[T]を中性化
セル11内に均一に発生させるために必要な起磁力は、
1[m]あたり約70000[A・ターン]であり、永
久磁石によって中性化セル11中央部(中心)に発生さ
せることは無理である。しかしながら、中性化セル11
に電圧を印加し磁場を発生させることで中性化セル11
中央部(中心)にまで、ほぼ均一な磁場(0.0875
[T])を発生させることができる。
The magnetomotive force necessary to uniformly generate the magnetic field strength 0.0875 [T] in the neutralization cell 11 is as follows:
It is about 70,000 [A-turn] per [m], and it is impossible to generate the neutralized cell 11 at the center (center) by a permanent magnet. However, the neutralization cell 11
The neutralization cell 11 is generated by applying a voltage to the
An almost uniform magnetic field (0.0875) up to the center (center)
[T]) can be generated.

【0028】以上、第2実施例に述べた様な本発明で
は、中性化セル11の中央部にまで所望の均一磁場を発
生させることができる。また、発生する磁場の強度も中
性化セル11内部で、ほぼ均一磁場とすることができ
る。そのため、負イオンから中性粒子ビームを効率良く
得ることができ、高出力の中性粒子ビームを射出でき
る。
As described above, according to the present invention as described in the second embodiment, a desired uniform magnetic field can be generated up to the central portion of the neutralization cell 11. Further, the intensity of the generated magnetic field can be made substantially uniform within the neutralization cell 11. Therefore, a neutral particle beam can be efficiently obtained from negative ions, and a high-power neutral particle beam can be emitted.

【0029】さらに、電源14から供給される電流値を
変えることで容易に磁場を変化させることができる。ま
た、中性化セル11の一部に空隙を設けて、その空隙に
絶縁物を挿入するだけで良く、特別な工程によって中性
粒子入射装置を作成する必要がなく、コストの大幅な上
昇を抑えることができる。また、中性化セル11が、銅
で形成されていれば熱伝導が良く、SUSで形成されて
いれば、高強度を得ることができる。
Further, the magnetic field can be easily changed by changing the value of the current supplied from the power supply 14. Further, it is only necessary to provide a gap in a part of the neutralization cell 11 and insert an insulator into the gap, and it is not necessary to create a neutral particle injection device by a special process, which leads to a significant increase in cost. Can be suppressed. Further, when the neutralization cell 11 is formed of copper, the heat conductivity is good, and when the neutralization cell 11 is formed of SUS, high strength can be obtained.

【0030】次に、中性粒子入射装置の第3実施例の構
成を図3を参照して説明する。第3実施例の特徴は、上
記第1実施例に示される実施形態、つまりソレノイドコ
イル13が巻回される中性化セル11周囲に、磁場遮蔽
部17を配置し、中性化セル11外部に漏れる磁場を防
止したことである。
Next, the configuration of a third embodiment of the neutral particle injector will be described with reference to FIG. The feature of the third embodiment is that the magnetic field shield 17 is arranged around the neutralization cell 11 around which the solenoid coil 13 is wound, which is the same as the embodiment shown in the first embodiment. This is to prevent the magnetic field from leaking out.

【0031】図3は、中性粒子入射装置の第3実施例の
断面図である。ソレノイドコイル13が周囲に巻回され
た中性化セル11の外周に、所定の間隔をもって、高透
磁率の材料からなる磁場遮蔽部17(磁場遮蔽手段)が
配置される。磁場遮蔽部17は、例えば鉄やミューメタ
ルから形成され、その高い透磁率からソレノイドコイル
13から発生する磁場を効率よく遮蔽している。
FIG. 3 is a sectional view of a third embodiment of the neutral particle injector. Magnetic field shielding portions 17 (magnetic field shielding means) made of a material having a high magnetic permeability are arranged at predetermined intervals around the neutralization cell 11 around which the solenoid coil 13 is wound. The magnetic field shield 17 is made of, for example, iron or mu metal, and efficiently shields a magnetic field generated from the solenoid coil 13 due to its high magnetic permeability.

【0032】この様な構成からなる第3実施例の動作に
ついて説明する。図示しない導入口から中性化セル11
中に導入された放電ガス(例えば重水素D2 )は、中性
化セル11に接続される導波管12から中性化セル11
中に導かれるマイクロ波の電場によって放電を起こす。
放電ガスD2 は、マイクロ波による放電によってプラズ
マ(D+ ,D- ,D0 )を生成する。また、中性化セル
11の一端(図3中矢印方向)から中性化セル11中に
イオンビーム(D- )が入射される。入射された負イオ
ンD- は、プラズマ中のイオンや電子と衝突し、中性粒
子化(D0 )される。中性化された中性粒子ビームは、
中性化セル11の他端から中性化セル11外部に射出さ
れる。射出された中性粒子ビームは、図示しないドリフ
ト管を通過して、トカマク等のプラズマへ入射される。
The operation of the third embodiment having such a configuration will be described. Neutralization cell 11 from inlet not shown
The discharge gas (for example, deuterium D 2 ) introduced into the neutralization cell 11 from the waveguide 12 connected to the neutralization cell 11
Discharge is caused by the microwave electric field guided inside.
The discharge gas D 2 generates plasma (D + , D , D 0 ) by microwave discharge. Further, an ion beam (D ) is incident on the neutralization cell 11 from one end of the neutralization cell 11 (in the direction of the arrow in FIG. 3). The incident negative ions D collide with ions and electrons in the plasma and are converted into neutral particles (D 0 ). The neutralized neutral beam is
It is injected from the other end of the neutralization cell 11 to the outside of the neutralization cell 11. The emitted neutral particle beam passes through a drift tube (not shown) and enters a plasma such as a tokamak.

【0033】ここで、中性化セル11内の放電効率を良
くし、放電によって生成されるプラズマ粒子を中性化セ
ル11内に均一に分布させるために、例えば、中性化セ
ル11に巻装されるソレノイドコイル13の巻き数や中
性化セル13の形状等を変えることなく、ソレノイドコ
イル13に電源から所定の電流を供給することで、所望
の強度の磁場を中性化セル11内に発生させている。こ
の様にして発生された磁場は、中性化セル11の内部
(中央部)にまで侵入し、中性化セル11内での磁場は
ほぼ均一磁場となる。
Here, in order to improve the discharge efficiency in the neutralization cell 11 and uniformly distribute the plasma particles generated by the discharge in the neutralization cell 11, for example, the winding is performed around the neutralization cell 11. By supplying a predetermined current from a power supply to the solenoid coil 13 without changing the number of turns of the mounted solenoid coil 13 or the shape of the neutralization cell 13, a magnetic field of a desired intensity is generated in the neutralization cell 11. Has occurred. The magnetic field generated in this way penetrates into the neutralization cell 11 (central part), and the magnetic field in the neutralization cell 11 becomes a substantially uniform magnetic field.

【0034】ソレノイドコイル13に供給する電流を変
えることで、磁場の強度を容易に変えることができる。
また同様に、ソレノイドコイル13の巻き数や中性化セ
ル13の形状を変えることによっても、所望の均一磁場
を得ることができる。
By changing the current supplied to the solenoid coil 13, the intensity of the magnetic field can be easily changed.
Similarly, a desired uniform magnetic field can be obtained by changing the number of turns of the solenoid coil 13 or the shape of the neutralization cell 13.

【0035】特に、2.45[GHz]の周波数のマイ
クロ波の場合には、磁場強度が0.0875[T]の時
に電子サイクロトロン共鳴を起こし、マイクロ波の出力
を効率よくプラズマに吸収させることができる。
In particular, in the case of a microwave having a frequency of 2.45 [GHz], electron cyclotron resonance occurs when the magnetic field intensity is 0.0875 [T], and the output of the microwave is efficiently absorbed by the plasma. Can be.

【0036】この磁場強度0.0875[T]を中性化
セル11内に均一に発生させるために必要な起磁力は、
1[m]あたり約70000[A・ターン]であり、永
久磁石によって中性化セル11中央部(中心)に発生さ
せることは無理である。しかしながら、ソレノイドコイ
ル13を使用することにより中性化セル11の中央部
(中心)にまで、ほぼ均一な磁場(0.0875
[T])を発生させることができる。
The magnetomotive force required to uniformly generate the magnetic field strength of 0.0875 [T] in the neutralization cell 11 is as follows:
It is about 70,000 [A-turn] per [m], and it is impossible to generate the neutralized cell 11 at the center (center) by a permanent magnet. However, by using the solenoid coil 13, a substantially uniform magnetic field (0.0875) is obtained up to the center (center) of the neutralization cell 11.
[T]) can be generated.

【0037】また、ソレノイドコイル13で発生した磁
場を、磁場遮蔽部17を通過させることで、中性化セル
11外部に磁場が漏れ出すことを防止している。以上説
明した様に第3実施例では、中性化セル11の中央部に
まで所望の均一磁場を発生させることができる。また、
発生する磁場の強度も中性化セル11内部ではほぼ均一
磁場とすることができる。そのため、負イオンから中性
粒子ビームを効率良く得ることができ、高出力の中性粒
子ビームを射出できる。
Further, the magnetic field generated by the solenoid coil 13 is passed through the magnetic field shield 17 to prevent the magnetic field from leaking out of the neutralization cell 11. As described above, in the third embodiment, a desired uniform magnetic field can be generated up to the center of the neutralization cell 11. Also,
The intensity of the generated magnetic field can be made substantially uniform inside the neutralization cell 11. Therefore, a neutral particle beam can be efficiently obtained from negative ions, and a high-power neutral particle beam can be emitted.

【0038】さらに、ソレノイドコイル13に流す電流
値を変えることで容易に磁場を変化させることができ
る。また、ソレノイドコイル13の中性化セル11に対
する巻数を調整することでも磁場の強度を変化させるこ
とができる。また、中性化セル11にソレノイドコイル
13を巻回するだけで良く、特別な工程によって中性粒
子入射装置を作成する必要がなく、コストの大幅な上昇
を抑えることができる。
Further, the magnetic field can be easily changed by changing the value of the current flowing through the solenoid coil 13. Also, the strength of the magnetic field can be changed by adjusting the number of turns of the solenoid coil 13 with respect to the neutralization cell 11. In addition, it is only necessary to wind the solenoid coil 13 around the neutralization cell 11, and there is no need to create a neutral particle injector by a special process, so that a significant increase in cost can be suppressed.

【0039】また、中性粒子入射装置の設置場所の環境
条件においては、中性化セル11からその外部に漏れ出
る磁場の影響を避けたい場合がある。その様な時にでも
磁場遮蔽部17が構成されていることによって設置条件
を大幅に緩和することが可能である。
Further, under the environmental conditions of the installation place of the neutral particle injector, there is a case where it is desired to avoid the influence of the magnetic field leaking from the neutralization cell 11 to the outside. Even in such a case, the provision of the magnetic field shield 17 can greatly reduce the installation conditions.

【0040】次に、中性粒子入射装置の第4実施例の構
成を図4を参照して説明する。第4実施例の特徴は、上
記第2実施例に示される実施形態、つまり導電性からな
る中性化セル11周囲に、磁場遮蔽部17を配置し、中
性化セル11外部に磁場の漏れを防止したことである。
Next, the configuration of a fourth embodiment of the neutral particle injector will be described with reference to FIG. The feature of the fourth embodiment is that the magnetic field shielding portion 17 is arranged around the neutralization cell 11 made of a conductive material, that is, the magnetic field leakage outside the neutralization cell 11. That is to prevent.

【0041】図4は、中性粒子入射装置の第4実施例の
断面図である。側面の一部に空隙をもち、その空隙に例
えばアルミナセラミックス等の絶縁物が挿入された例え
ば銅からなる中性化セル11の外周に、所定の間隔をも
って、高透磁率の材料からなる管状の磁場遮蔽部17
(磁場発生手段)が配置される。磁場遮蔽部17は、例
えば鉄やミューメタルから形成され、その高い透磁率か
ら中性化セル11から発生する磁場を効率よく遮蔽して
いる。
FIG. 4 is a sectional view of a fourth embodiment of the neutral particle injector. A tubular member made of a material having a high magnetic permeability is provided at a predetermined interval on the outer periphery of a neutralization cell 11 made of, for example, copper, having a gap in a part of the side surface, and an insulator such as alumina ceramics inserted in the gap. Magnetic field shield 17
(Magnetic field generating means) are arranged. The magnetic field shield 17 is made of, for example, iron or mu metal, and efficiently shields a magnetic field generated from the neutralization cell 11 due to its high magnetic permeability.

【0042】この様な構成からなる第4実施例の動作に
ついて説明する。図示しない導入口から導電体からなる
中性化セル11中に導入された放電ガス(例えば重水素
2 )は、中性化セル11に接続される導波管から中性
化セル11中に導かれるマイクロ波の電場によって放電
を起こす。放電ガスD2 は、マイクロ波による放電によ
ってプラズマ(D+ ,D- ,D0 )を生成する。また、
中性化セル11の一端(図4中矢印方向)から中性化セ
ル11中にイオンビーム(D- )が入射される。入射さ
れた負イオンD- は、プラズマ中のイオンや電子と衝突
し、中性粒子化(D0 )される。中性化された中性粒子
ビームは、中性化セル11の他端から中性化セル11外
部に射出される。射出された中性粒子ビームは、図示し
ないドリフト管を通過して、トカマク等のプラズマへ入
射される。ここで、中性化セル11内の放電効率を良く
し、放電によって生成されるプラズマ粒子を、中性化セ
ル11内を通過する中性粒子の進行方向に対して直交す
る面内で均一に分布させるために、例えば、中性化セル
11の形状を変えることなく、中性化セル11に電源か
ら所定の電流を供給することで、所望の強度の均一磁場
を中性化セル11内に発生させている。この時発生する
磁場は、中性化セル11の内部(中央部)にまで侵入
し、中性化セル11内での磁場はほぼ均一磁場である。
また、中性化セル11に供給する電流を変えることで、
磁場の強度を容易に変えることができる。さらに、中性
化セル11の形状を変えることによって、所望の均一磁
場を得ることもできる。
The operation of the fourth embodiment having such a configuration will be described. The discharge gas (for example, deuterium D 2 ) introduced into the neutralization cell 11 made of a conductor from an inlet (not shown) flows from the waveguide connected to the neutralization cell 11 into the neutralization cell 11. Discharge is caused by the induced microwave electric field. The discharge gas D 2 generates plasma (D + , D , D 0 ) by microwave discharge. Also,
An ion beam (D ) is incident on the neutralization cell 11 from one end of the neutralization cell 11 (the direction of the arrow in FIG. 4). The incident negative ions D collide with ions and electrons in the plasma and are converted into neutral particles (D 0 ). The neutralized neutral particle beam is emitted from the other end of the neutralization cell 11 to the outside of the neutralization cell 11. The emitted neutral particle beam passes through a drift tube (not shown) and enters a plasma such as a tokamak. Here, the discharge efficiency in the neutralization cell 11 is improved, and the plasma particles generated by the discharge are uniformly distributed in a plane orthogonal to the traveling direction of the neutral particles passing through the neutralization cell 11. For distribution, for example, by supplying a predetermined current from a power source to the neutralization cell 11 without changing the shape of the neutralization cell 11, a uniform magnetic field of a desired intensity is introduced into the neutralization cell 11. Is occurring. The magnetic field generated at this time penetrates into the neutralization cell 11 (central part), and the magnetic field in the neutralization cell 11 is almost uniform.
Also, by changing the current supplied to the neutralization cell 11,
The strength of the magnetic field can be easily changed. Further, by changing the shape of the neutralization cell 11, a desired uniform magnetic field can be obtained.

【0043】特に、2.45[GHz]の周波数のマイ
クロ波の場合には、磁場強度が0.0875[T]の時
に電子サイクロトロン共鳴を起こし、マイクロ波の出力
を効率よくプラズマに吸収させることができる。
Particularly, in the case of a microwave having a frequency of 2.45 [GHz], electron cyclotron resonance occurs when the magnetic field intensity is 0.0875 [T], and the output of the microwave is efficiently absorbed by the plasma. Can be.

【0044】この磁場強度0.0875[T]を中性化
セル11内に均一に発生させるために必要な起磁力は、
1[m]あたり約70000[A・ターン]であり、永
久磁石によって中性化セル11中央部(中心)に発生さ
せることは無理である。しかしながら、中性化コイルが
導電体で形成されていれば、中性化セル11中央部(中
心)にまで、ほぼ均一な磁場(0.0875[T])を
発生させることができる。
The magnetomotive force required to uniformly generate the magnetic field strength 0.0875 [T] in the neutralization cell 11 is as follows:
It is about 70,000 [A-turn] per [m], and it is impossible to generate the neutralized cell 11 at the center (center) by a permanent magnet. However, if the neutralization coil is formed of a conductor, a substantially uniform magnetic field (0.0875 [T]) can be generated up to the center (center) of the neutralization cell 11.

【0045】また、中性化セル11で発生した磁場を、
磁場遮蔽部17中を通過させることで、中性化セル11
外部に磁場が漏れ出すことを防止している。以上説明し
た様に第4実施例では、中性化セル11の中央部にまで
所望の磁場を発生させることができる。また、発生する
磁場の強度も中性化セル11内部でほぼ均一とすること
ができる。そのため、負イオンから中性粒子ビームを効
率良く得ることができ、高出力の中性粒子ビームを射出
できる。
The magnetic field generated in the neutralization cell 11 is
The neutralization cell 11 is passed through the magnetic field shielding unit 17.
It prevents the magnetic field from leaking out. As described above, in the fourth embodiment, a desired magnetic field can be generated up to the center of the neutralization cell 11. Further, the intensity of the generated magnetic field can be made substantially uniform inside the neutralization cell 11. Therefore, a neutral particle beam can be efficiently obtained from negative ions, and a high-power neutral particle beam can be emitted.

【0046】さらに、中性化セル11に流す電流値を変
えることで容易に磁場を変化させることができる。ま
た、中性化セル11の側面の一部に空隙に絶縁物を挿入
するだけで良く、特別な工程によって中性粒子入射装置
を作成する必要がなく、コストの大幅な上昇を抑えるこ
とができる。また、中性化セル11が、銅で形成されて
いれば熱伝導が良く、SUSで形成されていれば、高強
度を得ることができる。
Further, the magnetic field can be easily changed by changing the value of the current flowing through the neutralization cell 11. Further, it is only necessary to insert an insulator into the gap at a part of the side surface of the neutralization cell 11, and it is not necessary to create a neutral particle injection device by a special process, and it is possible to suppress a significant increase in cost. . Further, when the neutralization cell 11 is formed of copper, the heat conductivity is good, and when the neutralization cell 11 is formed of SUS, high strength can be obtained.

【0047】また、中性粒子入射装置の設置場所の環境
条件においては、中性化セル11からその外部に漏れ出
る磁場の影響を避けたい場合がある。その様な場合にで
も磁場遮蔽部17が構成されていることによって設置条
件が大幅に緩和可能である。
Further, under the environmental conditions of the place where the neutral particle injector is installed, there is a case where it is desired to avoid the influence of the magnetic field leaking from the neutralization cell 11 to the outside. Even in such a case, the installation condition can be remarkably relaxed by the configuration of the magnetic field shielding unit 17.

【0048】次に、中性粒子入射装置の第5実施例の構
成を図5を参照して説明する。第5実施例の特徴は、中
性化セル11周囲に、冷却手段15を設け、中性化セル
11を冷却し、安全性を向上させたことである。
Next, the configuration of a fifth embodiment of the neutral particle injector will be described with reference to FIG. The feature of the fifth embodiment is that cooling means 15 is provided around the neutralization cell 11 to cool the neutralization cell 11 and improve safety.

【0049】図5は、中性粒子入射装置の第5実施例の
断面図である。中性化セル11の外周に、内部に水等の
冷却材を流通させるための冷却手段15を配設する。
FIG. 5 is a sectional view of a fifth embodiment of the neutral particle injector. Cooling means 15 for circulating a coolant such as water inside is provided on the outer periphery of the neutralization cell 11.

【0050】この様な構成からなる第5実施例の動作に
ついて説明する。中性化セル11の壁は、プラズマ粒子
の衝突により加熱される。この熱を冷却手段15内に流
通する水等の冷却材で冷却していく。
The operation of the fifth embodiment having such a configuration will be described. The walls of the neutralization cell 11 are heated by the collision of the plasma particles. This heat is cooled by a coolant such as water flowing through the cooling means 15.

【0051】以上説明した様に第5実施例では、所望の
プラズマ粒子を得るために、中性化セル11に発生する
熱を冷却手段15で冷却している。そのため、中性粒子
入射装置の運転時の安全性を高めることができ、高出力
の中性粒子ビームを得ることができる。
As described above, in the fifth embodiment, the heat generated in the neutralization cell 11 is cooled by the cooling means 15 in order to obtain desired plasma particles. Therefore, the safety during operation of the neutral particle injector can be improved, and a high-power neutral particle beam can be obtained.

【0052】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
その主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できるこ
とは言うまでもない。例えば、冷却手段は、ソレノイド
コイルあるいは中性化セルからの熱を冷却すればどの様
な形態でも構わない。また、冷却手段によって加熱され
た冷却材を、ガスタービン等の発電部に送り電力を発生
させ中性粒子入射装置に利用しても良い。さらに、放電
室を所定の温度に加熱する加熱源として使用しても良
い。
The present invention is not limited to the above embodiment,
It goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, the cooling means may be in any form as long as it cools the heat from the solenoid coil or the neutralization cell. Further, the coolant heated by the cooling means may be sent to a power generation unit such as a gas turbine to generate electric power and used for a neutral particle injector. Further, it may be used as a heating source for heating the discharge chamber to a predetermined temperature.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明した様に本発明では、中性化セ
ル内部にまで強度が均一である磁場を浸透させることに
よって、プラズマ粒子を効率よく発生させることができ
る。
As described above, in the present invention, plasma particles can be efficiently generated by infiltrating a magnetic field having a uniform strength into the interior of the neutralization cell.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の中性粒子入射装置の第1実施例の斜
視図
FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a neutral particle injector according to the present invention.

【図2】 本発明の中性粒子入射装置の第2実施例の斜
視図
FIG. 2 is a perspective view of a second embodiment of the neutral particle injector of the present invention.

【図3】 本発明の中性粒子入射装置の第3実施例の断
面図
FIG. 3 is a cross-sectional view of a third embodiment of the neutral particle injector of the present invention.

【図4】 本発明の中性粒子入射装置の第4実施例の断
面図
FIG. 4 is a cross-sectional view of a fourth embodiment of the neutral particle injector of the present invention.

【図5】 本発明の中性粒子入射装置の第5実施例の断
面図
FIG. 5 is a sectional view of a fifth embodiment of the neutral particle injector of the present invention.

【図6】 従来の中性粒子入射装置の断面図FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional neutral particle injector.

【図7】 従来の中性粒子入射装置の放電容器の断面図FIG. 7 is a sectional view of a discharge vessel of a conventional neutral particle injector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 中性化セル 12 導波管 13 ソレノイドコイル(磁場発生手段) 14 電源 15 冷却手段 16 ドリフト管(送電手段) 17 磁場遮蔽部(磁場遮蔽手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Neutralization cell 12 Waveguide 13 Solenoid coil (magnetic field generating means) 14 Power supply 15 Cooling means 16 Drift tube (power transmission means) 17 Magnetic field shielding part (magnetic field shielding means)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】放電によりイオンを生成する放電室と、前
記放電室から射出されるイオンを、高周波放電によるプ
ラズマ粒子に衝突させて中性粒子に変換させる中性化セ
ルと、前記中性化セルの周囲に設けられ、前記中性化セ
ル内を通過する中性粒子の進行方向に対して直交する面
内に分布する磁場の強度が、均一となるような磁場を発
生する磁場発生手段と、前記中性化セル内に放電ガスを
供給し排気する放電ガス供給排気手段と、前記中性化セ
ルで生成された中性粒子を前記中性化セル外部に導く伝
送手段とから構成されることを特徴とする中性粒子入射
装置。
A discharge chamber for generating ions by discharge; a neutralization cell for converting ions ejected from the discharge chamber into neutral particles by colliding with plasma particles by high-frequency discharge; Magnetic field generating means for generating a magnetic field such that the intensity of a magnetic field distributed in a plane orthogonal to the direction of travel of neutral particles passing through the neutralization cell is provided around the cell and is uniform. Discharge gas supply and exhaust means for supplying and exhausting a discharge gas into the neutralization cell, and transmission means for guiding neutral particles generated in the neutralization cell to the outside of the neutralization cell. A neutral particle injector.
【請求項2】放電によりイオンを生成する放電室と、内
部の、前記放電室から射出されたイオンの進行方向に対
して直交する面内に分布する磁場の強度が、均一となる
ような磁場を発生させ、前記放電室から射出されるイオ
ンを、高周波放電によるプラズマ粒子に衝突させて中性
粒子に変換させる中性化セルと、前記中性化セル内に放
電ガスを供給し排気する放電ガス供給排気手段と、前記
中性化セルで生成された中性粒子を前記中性化セル外部
に導く伝送手段とから構成されることを特徴とする中性
粒子入射装置。
2. A magnetic field in which the intensity of a magnetic field distributed in a discharge chamber for generating ions by discharge and a magnetic field distributed in a plane orthogonal to the traveling direction of ions ejected from the discharge chamber is uniform. And a neutralization cell for converting ions ejected from the discharge chamber into neutral particles by colliding with ions generated by the high-frequency discharge, and a discharge for supplying and exhausting a discharge gas into the neutralization cell. A neutral particle injector comprising: gas supply / exhaust means; and transmission means for guiding neutral particles generated in the neutralization cell to the outside of the neutralization cell.
【請求項3】前記中性化セルの周囲に、前記磁場発生手
段から発生した磁場を遮蔽する磁場遮蔽手段を設けたこ
とを特徴とする請求項1記載の中性粒子入射装置。
3. The neutral particle injector according to claim 1, further comprising magnetic field shielding means for shielding a magnetic field generated from said magnetic field generating means around said neutralization cell.
【請求項4】前記中性化セルの周囲に、前記中性化セル
から発生した磁場を遮蔽する磁場遮蔽手段を設けたこと
を特徴とする請求項2記載の中性粒子入射装置。
4. The neutral particle injector according to claim 2, further comprising magnetic field shielding means for shielding a magnetic field generated from said neutralization cell around said neutralization cell.
【請求項5】前記中性化セルに、プラズマ粒子が生成さ
れる際に発生する熱を冷却する冷却手段を設けたことを
特徴とする請求項1乃至2記載の中性粒子入射装置。
5. A neutral particle injector according to claim 1, wherein said neutralizing cell is provided with a cooling means for cooling heat generated when plasma particles are generated.
【請求項6】前記磁場発生手段は、前記中性化セルの外
壁に沿って巻回され、前記中性化セル中心まで所望の均
一磁場を発生するソレノイドコイルであることを特徴と
する請求項1記載の中性粒子入射装置。
6. The magnetic field generating means according to claim 1, wherein the magnetic field generating means is a solenoid coil wound along the outer wall of the neutralization cell and generating a desired uniform magnetic field up to the neutralization cell center. 1. The neutral particle injector according to 1.
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JP (1) JPH1073688A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104199316A (en) * 2014-06-24 2014-12-10 中国科学院等离子体物理研究所 Neutral beam injector self-adaption experiment operation control configuration method
CN115866866A (en) * 2022-12-06 2023-03-28 哈尔滨工业大学 High-flux neutral atomic oxygen beam generation system and generation method

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