The ITER neutral beam system requires a negative hydrogen ion beam of 48 A with an energy of 0.87 MeV and a negative deuterium beam of 40 A with an energy of 1 MeV. The beam is extracted from a large RF driven ion source with the dimension of 1.9 × 0.9 m2. An important role for the transport of the negative hydrogen ions to the extractor and the suppression of the co-extracted electrons is the magnetic filter field in front of the extractor. For the large ITER source the filter field will be generated by a current of up to 4 kA flowing through the first grid of the extractor. The extrapolation of the results obtained with the small IPP RF prototype source, where the filter field has a different 3D structure as it is generated by permanent magnets, is not straightforward. Furthermore, the filter field is by far not optimized due to the technical constraints of the RF source. Therefore, a frame that surrounds the ion sources and hosts permanent magnets was constructed for a fast and flexible change of the filter field. First results in hydrogen show that a minimum field of 3 mT in front of the extractor is needed for a sufficiently large number of extracted negative hydrogen ions, whereas sufficient co-extracted electron suppression is achieved by a source integrated magnetic field of more than 1.0 mTm.
ITER中性粒子ビームシステムは、エネルギー0.87 MeVの48 Aの負水素イオンビームと、エネルギー1 MeVの40 Aの負重水素ビームを必要とする。ビームは、1.9 × 0.9 m2の寸法を持つ大型RF駆動イオン源から引き出される。負水素イオンの引き出し電極への輸送と、同時に引き出される電子の抑制における重要な役割は、引き出し電極の前方の磁気フィルター場が担う。大型ITER源では、フィルター場は引き出し電極の第1グリッドを流れる最大4 kAの電流によって生成される。小型IPP RF原型源ではフィルター場が永久磁石によって生成されるため異なる3次元構造を有しており、その結果の外挿は単純ではない。さらに、フィルター場はRF源の技術的制約により、はるかに最適化されていない。そこで、フィルター場の迅速かつ柔軟な変更のために、イオン源を囲み永久磁石を保持するフレームが構築された。水素での最初の結果は、引き出し電極の前方に最低3 mTの磁場が、十分な数の負水素イオンを引き出すために必要であることを示しており、一方、十分な同時引き出し電子の抑制は、1.0 mTm以上のイオン源積分磁場によって達成される。