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中性粒子 ビーム入射加熱装 置(NBDの2段 加速 イ オン源の中間電極電 圧 を抵抗 分 圧 に よ り供 給 す る場 合,分 圧抵抗 に流す ブ リーダ電流 を幾つ に設定 す るか が加速電源の設計上問題 とな る。 ブ リーダ電流 を減 ら せば抵抗発熱が小 さ くなるので効率が良 く,か つ抵抗 の製作 も楽 になる。一 方中間電極の電圧電 流特 性は線 形ではないので,中 間電極電 圧 を安定 に保 つため には ブリーダ電流 をある程 度大 き くとる必要 があ る.。以下 には,ブ リー ダ電流 を どこまで減 らせ るのかの解析法 を静的な場合 について検討 した。 イオン源 の中間電極 電流は,(i)一 部 イオ ンビー ム の衝突,(ll)電 極間 のガスが イオ ン ビームに よ り電離 されることによ りで きた イオ ンお よび電 子 の流 入, (iii)二次電子 の放 出,流 入,の 各過程 に より生ず る電 流の収支によって決 まる。従 って特 定のイオ ン源で か つ作動ガスの条件 を固定 した場合 にはイオ ンビーム の 軌道が支配的 な役割 を もつ。 イオ ン ビームの軌 道 は1 段目の加速電圧Vagで 定義 したパ ー ビア ンス (1) に強 く依存 す る。従 って,中 間電極 電 流Igは 近 似的 に次の形に書 くことがで きる。 (2) ここに1accは 加速電流,fは あ る関数形 で,イ オ ン源 により,ま た作動 ガスの条件 によ り変 わる。 この近似 が正 しいことはJT-60NBI原 型ユ ニ ッ トイオ ン源 に ついて実験的 に確か めたω。 加速電圧 は低 インピーダ ンスの加速電源 より供給 さ れるので一定で ある。加速電 流は イオン源 のプ ラズ マ 生成部の飽和 イオ ン電流 密度 に よ って決 まる。従 っ て,加 速電流か ら見 れ ばイオ ン源 は定 電 流負 荷 で あ る。よって,加 速 電源 とイオ ン源 は近似 的に図1の よ うな等価回路 に置 き換 える ことがで きる。 図 中の9。、 図1加 速 電源 とイオ ン源の等価回路 Fig. 1. An equivalent circuit of an accelerator power supply and an ion source.

Static Analysis of Voltage Stability of the Intermediate Electrode in a Two-Stage Ion Accelerator