JPS5842199A - 中性粒子入射装置 - Google Patents
中性粒子入射装置Info
- Publication number
- JPS5842199A JPS5842199A JP56138482A JP13848281A JPS5842199A JP S5842199 A JPS5842199 A JP S5842199A JP 56138482 A JP56138482 A JP 56138482A JP 13848281 A JP13848281 A JP 13848281A JP S5842199 A JPS5842199 A JP S5842199A
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- Japan
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- gas
- neutralization cell
- injection device
- ion source
- neutral particle
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は中性粒子入射装置に係り、特にプラズマ閉じ込
め方式の核融合装置等に採用するに好適な中性粒子入射
装置に関する。
め方式の核融合装置等に採用するに好適な中性粒子入射
装置に関する。
第１図に従来の中性粒子入射装置の概略を示す。
該図において、１は気体を放電し放電中のイオンを引出
し加速するイオン源、２はイオン源１よりイオンだけを
選択的に引出す引出加速電極、３は引出されたイオンの
電荷を中性化セルで中性粒子入射装置用真空容器４内に
収納されている。中性粒子入射装置用真空容器４内には
ビーム′ダンプ６、及び内部を真空排気するクライオポ
ンプ９が収納され、クライオポンプ９は外部の冷凍設備
１０と接続されている。中性粒子入射装置用真空容器４
のイオン源１側とは反対側の端部は内部にプラズマ１２
を収納している核融合装置用真空容器１１に接続される
。５は供給ガス源１３より中性化セル３内にガスパルス
導入弁を介してガスを供給するガス導入系、８は高速中
性子ビームの軌跡、７は電荷交換をしなかったイオンビ
ームの軌跡である。
し加速するイオン源、２はイオン源１よりイオンだけを
選択的に引出す引出加速電極、３は引出されたイオンの
電荷を中性化セルで中性粒子入射装置用真空容器４内に
収納されている。中性粒子入射装置用真空容器４内には
ビーム′ダンプ６、及び内部を真空排気するクライオポ
ンプ９が収納され、クライオポンプ９は外部の冷凍設備
１０と接続されている。中性粒子入射装置用真空容器４
のイオン源１側とは反対側の端部は内部にプラズマ１２
を収納している核融合装置用真空容器１１に接続される
。５は供給ガス源１３より中性化セル３内にガスパルス
導入弁を介してガスを供給するガス導入系、８は高速中
性子ビームの軌跡、７は電荷交換をしなかったイオンビ
ームの軌跡である。
このような構成におい七、イオン源１から引出された高
速のイオンビームは、中性化セル３内部に残留、浮遊す
る気体と衝突し電荷を失ない高速の中性粒子線となり、
ターゲットとなるプラズマ１２に入射され、プラズマ１
２を加熱するものである。
速のイオンビームは、中性化セル３内部に残留、浮遊す
る気体と衝突し電荷を失ない高速の中性粒子線となり、
ターゲットとなるプラズマ１２に入射され、プラズマ１
２を加熱するものである。
ところで、中性化セル３内での中性化効率を良くするた
めに、供給ガス源１３よりガス導入系５を介して中性化
セル３にガスを導入し、イオン源１からの大エネルギ−
イオンビームを中性ガスと衝突させ、中性粒子ビームを
得るようにしている。
めに、供給ガス源１３よりガス導入系５を介して中性化
セル３にガスを導入し、イオン源１からの大エネルギ−
イオンビームを中性ガスと衝突させ、中性粒子ビームを
得るようにしている。
しかし、通常、導入ガスは、中性化セル３部分の圧力を
所定の値に保つようにしており、ビーム量を大きく取る
には、中性化セル３の幾何学的形状を大きくする必要が
あり、この場合、有効な中性化効率を得るためには、ガ
スの流量を多くする必要がある。このため、装置に付設
される排気設備に対するガス負荷が増大し設備が巨大化
する。又、従来真空排気にクライオポンプ９が使われて
いるが、クライオパネルへの熱負荷も増大し、冷凍設備
容量が巨大なものになってしまう。
所定の値に保つようにしており、ビーム量を大きく取る
には、中性化セル３の幾何学的形状を大きくする必要が
あり、この場合、有効な中性化効率を得るためには、ガ
スの流量を多くする必要がある。このため、装置に付設
される排気設備に対するガス負荷が増大し設備が巨大化
する。又、従来真空排気にクライオポンプ９が使われて
いるが、クライオパネルへの熱負荷も増大し、冷凍設備
容量が巨大なものになってしまう。
即ち、中性化セル３には、イオン源１から引出された高
速イオンと残留ガスとを効果的に衝突させるため、所定
の圧力を確保する必要がある反面、中性粒子ビーム引出
し後は効率よくプラズマ１２に入射するため、超高真空
としておく必要性から大排気の排気装置が必要となる。
速イオンと残留ガスとを効果的に衝突させるため、所定
の圧力を確保する必要がある反面、中性粒子ビーム引出
し後は効率よくプラズマ１２に入射するため、超高真空
としておく必要性から大排気の排気装置が必要となる。
中性化セル３の圧力は、導入ガス量と上記排気速度との
兼ね合いで決まるが、中性化セル３でのガスの流れやす
さくコンダクタンス）にも依存する。しかし、この中性
化セル３のコンダクタンスは幾何学的形状によシ決定さ
れ、又、幾何学的形状はイオン源１や他の要因で決まっ
てし１う。
兼ね合いで決まるが、中性化セル３でのガスの流れやす
さくコンダクタンス）にも依存する。しかし、この中性
化セル３のコンダクタンスは幾何学的形状によシ決定さ
れ、又、幾何学的形状はイオン源１や他の要因で決まっ
てし１う。
大イオンビームを得るため中性化セルの幾何学的形状、
特に口径を大きくすると、所要とする圧力を得るために
は莫大なガス導入を必要とし、その結果として、巨大な
真空排気ポンプを必要とすることになってしまうのであ
る。
特に口径を大きくすると、所要とする圧力を得るために
は莫大なガス導入を必要とし、その結果として、巨大な
真空排気ポンプを必要とすることになってしまうのであ
る。
本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その目的とす
るところは、中性化セル内部の圧力を少ない供給ガス量
で確保し、イオンビームの中性化効率を向上させると共
に、真空排気ポンプのガス負荷を低減することができる
中性粒子入射装置を提供するにある。
るところは、中性化セル内部の圧力を少ない供給ガス量
で確保し、イオンビームの中性化効率を向上させると共
に、真空排気ポンプのガス負荷を低減することができる
中性粒子入射装置を提供するにある。
本発明は中性化セル内にガスを導入する際、ガスをイオ
ン源の方向に向けて噴射させることにより、所期の目的
を達成するように成したものである。
ン源の方向に向けて噴射させることにより、所期の目的
を達成するように成したものである。
以下、図面の実施例に基づいて本発明を説明する。尚、
符号は従来と同一のものは同符号を説明する。
符号は従来と同一のものは同符号を説明する。
第２図及び第３図に本発明の一実施例を示す。
その概略構成は従来のものとほとんど同様のため、ここ
での詳細図示は省略し、本発明に関連する部分近傍のみ
にする。
での詳細図示は省略し、本発明に関連する部分近傍のみ
にする。
該図に示す本実施例では、中性化セル３のビームダンプ
９側近傍に、イオン源１方向に向いて傾斜しているノズ
ル１４ｆ：設け、このノズル１４に供給ガス源１３から
のガス導入系５を接続し、ノズル１４を介して中性化セ
ル３内にガスを噴射させるようにしている。
９側近傍に、イオン源１方向に向いて傾斜しているノズ
ル１４ｆ：設け、このノズル１４に供給ガス源１３から
のガス導入系５を接続し、ノズル１４を介して中性化セ
ル３内にガスを噴射させるようにしている。
このように構成される本実施例では、ノズル１４よシ噴
射されるガスは、平均自由程度まではイオン源１方向に
ガスの流れが形成され、その後、中性化セル３内壁、ガ
ス粒子同志およびイオンビーム等と衝突を繰返した後、
ガス粒子の運動方向が等力比して拡散し排気ポンプ側に
出て来る。この場合、中性化セル３端部でガス拡散を阻
害する流れが生じているので、特に供給ガス量を多くす
ることなく中性化セル３内の圧力を高くする事が可能と
なり、イオンビームの中性化効率を高くすることが可能
である。更に、供給ガス量が多くないため、真空排気の
だめのクライオポンプ等を大きくする必要がない。つま
り、真空排気ポンプのガス負荷を低減できるのである。
射されるガスは、平均自由程度まではイオン源１方向に
ガスの流れが形成され、その後、中性化セル３内壁、ガ
ス粒子同志およびイオンビーム等と衝突を繰返した後、
ガス粒子の運動方向が等力比して拡散し排気ポンプ側に
出て来る。この場合、中性化セル３端部でガス拡散を阻
害する流れが生じているので、特に供給ガス量を多くす
ることなく中性化セル３内の圧力を高くする事が可能と
なり、イオンビームの中性化効率を高くすることが可能
である。更に、供給ガス量が多くないため、真空排気の
だめのクライオポンプ等を大きくする必要がない。つま
り、真空排気ポンプのガス負荷を低減できるのである。
更に、ノズル１４の口径をできるだけ細く、かつガス流
の指向性を高めると更に高い効果が期待できる。尚、イ
オンビームＡ＋のエネルギーは通常数１０ ｋｅＶに対
し噴射ガスＢのエネルギーは、熱運動のエネルギー程度
で、ガスの流れをイオンビームと逆方向にしても中性粒
子ビームＡ“のエネルギーを低下する事はなく問題はな
い。
の指向性を高めると更に高い効果が期待できる。尚、イ
オンビームＡ＋のエネルギーは通常数１０ ｋｅＶに対
し噴射ガスＢのエネルギーは、熱運動のエネルギー程度
で、ガスの流れをイオンビームと逆方向にしても中性粒
子ビームＡ“のエネルギーを低下する事はなく問題はな
い。
以上説明した本発明の中性粒子入射装置によれば、気体
を放電し放電中のイオンを引出し加速するイオン源より
引出加速電極を介して引出されたイオンの軌道途中に設
けられ、該イオンの電荷を中性化するだめの中性化セル
内へのガス供給手段での外部からのガス導入を、前記イ
オン源側に向けて行なうようにしたものであるから、中
性化セル内端部でガス拡散を阻害する流れが生じ、特に
供給ガス量を多くすることなく中性化セル内の圧力を高
くすることが可能となり、イオンビームの中性化効率を
高くすることができることは勿論、供給ガス量が多くな
いため、真空排気のだめの装置等を大きくする必要がな
く、真空排気ポンプのガス負荷を低減でき、此種装置に
採用する場合には非常に有効である。
を放電し放電中のイオンを引出し加速するイオン源より
引出加速電極を介して引出されたイオンの軌道途中に設
けられ、該イオンの電荷を中性化するだめの中性化セル
内へのガス供給手段での外部からのガス導入を、前記イ
オン源側に向けて行なうようにしたものであるから、中
性化セル内端部でガス拡散を阻害する流れが生じ、特に
供給ガス量を多くすることなく中性化セル内の圧力を高
くすることが可能となり、イオンビームの中性化効率を
高くすることができることは勿論、供給ガス量が多くな
いため、真空排気のだめの装置等を大きくする必要がな
く、真空排気ポンプのガス負荷を低減でき、此種装置に
採用する場合には非常に有効である。
第１図は従来の中性粒子入射装置の概略構成図、第２図
は本発明の一実施例を示す中性粒子入射装置の概略構成
図、第３図は第２図におけるノズルが設けられている近
傍の中性化セル断面図である。 １・・・イオン源、２・・・引出加速電極、３・・・中
性化セル、４・・・中性粒子入射装置用真空容器、５・
・・ガス導入系、６・・・ビームダンプ、７・・・イオ
ン軌道、８・・・中性粒子軌道、９・・・クライオポン
プ、１０・・・冷凍設備、１１・・・核融合装置本体、
１２・・・プラズマ、７１ 図 ３ 箒２ 図 第 ３ 図 ／３
は本発明の一実施例を示す中性粒子入射装置の概略構成
図、第３図は第２図におけるノズルが設けられている近
傍の中性化セル断面図である。 １・・・イオン源、２・・・引出加速電極、３・・・中
性化セル、４・・・中性粒子入射装置用真空容器、５・
・・ガス導入系、６・・・ビームダンプ、７・・・イオ
ン軌道、８・・・中性粒子軌道、９・・・クライオポン
プ、１０・・・冷凍設備、１１・・・核融合装置本体、
１２・・・プラズマ、７１ 図 ３ 箒２ 図 第 ３ 図 ／３
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、気体を放電し放電中のイオンを引出し加速するイオ
ン源と、該イオン源より引出加速電極を介して引出され
たイオンの軌道途上に設けられ、該イオンの電荷を中性
化するための中性化セルと、該中性化セルで中性化され
た中性粒子を被入射装置へ導く真空管と、前記中性化セ
ルの途中に外部よりガスを導入するガス供給手段とを備
えた中性粒子入射装置において、前記中性化セルは、そ
の内部への前記ガス供給手段からのガスの導入を、前記
イオン源の方向に向けるようにしたことを特徴とする中
性粒子入射装置。 ２、前記中性化セルは、真空室内に設けられたビームダ
ンプ側近傍に、前記イオン源方向に向って傾斜している
ノズルを設け、該ノズルを介して前記ガス供給手段より
ガスを導入するようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の中性粒子入射装置。 ３、前記ガス供給手段はガス源と、該ガス源からガスを
導入するガスパルス導入弁と、一端が該ガスパルス導入
弁と接続し、他端が前記中性化セルと連通しているガス
導入部とから構成することを特徴とする特許請求の範囲
第１項、または第２項記載の中性粒子入射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56138482A JPS5842199A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | 中性粒子入射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56138482A JPS5842199A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | 中性粒子入射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5842199A true JPS5842199A (ja) | 1983-03-11 |
| JPS6355757B2 JPS6355757B2 (ja) | 1988-11-04 |
Family
ID=15223105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56138482A Granted JPS5842199A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | 中性粒子入射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5842199A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02201200A (ja) * | 1989-01-30 | 1990-08-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 高速原子線源装置 |
-
1981
- 1981-09-04 JP JP56138482A patent/JPS5842199A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02201200A (ja) * | 1989-01-30 | 1990-08-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 高速原子線源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6355757B2 (ja) | 1988-11-04 |
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