高強度光キャビティと高エネルギー負イオンの光中性化セルの開発
【研究キーワード】
プラズマ・核融合 / 中性粒子入射装置 / 光中性化セル / 負イオン源 / 高エネルギー粒子ビーム / 水素負イオン源 / NBI / レーザー
【研究成果の概要】
核融合用中性粒子入射装置（NBI）の高性能化にとって重要な高周波負イオン源開発と中性化効率の向上を目指し研究開発を行った。特に、中性化効率が95%とほぼ完全に中性化できる光中性化セルの開発を目指してシミュレーションコード開発と同時に、光中性化セルに関する光学設計と高周波負イオン源を用いた負イオンビーム開発を行った。レーザー光とガス中性化を組み合わせることでビーム発散を抑えレーザー光強度も低減できることを明らかにした。
【研究の社会的意義】
核融合実現には高温プラズマ閉じ込めと共に、数億度までプラズマを加熱することが必要であり、1MeVまで加速された中性の水素/重水素粒子ビームを外部から入射する中性粒子入射装置（NBI）が開発されている。
本研究で検討進めた高周波負イオン源と光中性化セルを用いることで、核融合実現に必要なNBIの高性能化と大幅な電力低減が実現でき、核融合装置の定常運転や全体の電力供給量の大幅向上に繋がる成果であり、その学術的意義や社会的意義は大きい。
【研究代表者】