Achievement of an economic fusion reactor imposes a high level of unprecedented requirements for neutral beam systems; the first one is the nuclear safety constraints which impose a prerequisite on the ease of access of all injector components to provide a preventive (and curative) maintenance by remote handling while maintaining reactor operation. In addition, the challenge is to develop high-power injectors with very high wall-plug efficiency (above 60%) that are able to operate in stable conditions over several months. There is a significant gap to bridge with respect to the present neutral beam systems, which are characterized by a low efficiency and by complex and long maintenance operations. Evidence that this injector concept does not offer adaptations to cope with the reactor requirements makes it clear that a new concept has to be addressed. An injector concept with modular sources at ground voltage is proposed. The concept makes remote maintenance of the injector components easier, where each source module can be replaced by a new one without breaking the vacuum and affecting injector conditioning. With the grounded and modular ion source, photoneutralization associated with energy recovery appears to be the best route capable of attaining the reactor requirements. This concept of a maintainable neutral beam system would provide a high heating power with a wall-plug efficiency above 70% and unprecedented features such as the capacity of producing temporal and spatial modulation of the beam power for a better control of the plasma stability. Up to now, photoneutralization feasibility studies already carried out on reduced-scale prototypes have not highlighted any showstoppers. Continuation of research and development in the years to come can pave the way towards the achievement of a first full-scale high-power cavity in the 1 MW range, and the realization of a multi-amperes (∼10 A) thin blade-like D− beam.
経済的核融合炉の実現は、中性粒子ビームシステムに対して前例のない高度な要求を課すものである。第一に、核安全上の制約により、炉の運転を維持しながら遠隔操作による予防的（および是正的）保守を可能にするため、全インジェクター構成要素へのアクセス容易性が前提条件として課される。さらに、数ヶ月にわたり安定した条件で運転可能な、非常に高い壁コンセント効率（60％超）を備えた高出力インジェクターの開発が課題となる。現在の中性粒子ビームシステムは、低効率かつ複雑で長時間を要する保守作業を特徴としており、克服すべき大きな隔たりが存在する。このインジェクター概念が炉の要求に対応する適応性を備えていないことは明らかであり、新たな概念の検討が必要であることが明確となる。接地電位に配置されたモジュール式イオン源を備えたインジェクター概念が提案される。この概念により、各イオン源モジュールは真空を破壊したりインジェクターのコンディショニングに影響を与えることなく個別に交換可能となり、インジェクター構成要素の遠隔保守が容易になる。接地されたモジュール式イオン源を備えた構成において、エネルギー回収を伴う光中性化が炉の要求を達成し得る最適な手法であると考えられる。この保守可能な中性粒子ビームシステムの概念は、70％超の壁コンセント効率を備えた高い加熱出力を提供し、ビーム出力の時間的・空間的変調能力といった前例のない特徴により、プラズマ安定性のより優れた制御を可能にする。これまでのところ、縮小プロトタイプを用いた光中性化の実現可能性研究では、重大な障害は確認されていない。今後の研究開発の継続により、1 MW級の初の実規模高出力キャビティの実現、および多アンペア級（約10 A）の薄型ブレード状D⁻ビームの生成への道が開かれる可能性がある。