AbstractThe Large Helical Device (LHD) is the only machine that relies upon negative ion-based neutral beam injection system (NBI) as the principal heating power source. Since the first injection in 1998, NBI has been used to heat over 3000 shots for 2 years. Performance has progressed step by step to reach an injection power of 4.5 MW, with beam energy up to 165 keV, and pulse lengths up to 80 s at 0.5 MW. System operating level has reached ∼30% of the design power and ∼65% of the H− design current. This tangential high-energy NBI system based on negative ions has proved to be as efficient a heating system in a helical device as in a tokamak. The ratio of injection neutral beam power to high voltage drain power (injection power efficiency) was typically about 0.3. This is a low efficiency compared to the design one. For long pulse injection beam blocking (such as observed on PLT) was encountered, but it did not limit the operation. In order to achieve the design output of 15 MW, a great R&D effort is underway on the negative ion test stand to improve the performance of 40 A 180 keV negative hydrogen ion source.
抄録大型ヘリカル装置（LHD）は、主加熱源として負イオン源中性粒子ビーム入射装置（NBI）に依存する唯一の装置である。1998年の初入射以来、NBIは2年間で3000ショット以上の加熱に使用されてきた。その性能は段階的に向上し、入射パワー4.5 MW、ビームエネルギー165 keV、パルス長は0.5 MWで80秒に達している。システムの運転レベルは、設計パワーの約30%、設計H⁻電流の約65%に到達している。この負イオン源に基づく接線入射型高エネルギービームシステムは、ヘリカル装置においてトカマクと同等に効率的な加熱システムであることが実証された。入射中性粒子ビームパワーと高電圧消費電力の比（入射パワー効率）は、典型的には約0.3であった。これは設計値と比較して低い効率である。長パルス入射では、ビームブロッキング（PLTで観測されたようなもの）が発生したが、運転を制限するものではなかった。設計出力15 MWを達成するため、40 A・180 keV負イオン水素源の性能向上を目的とした大規模な研究開発努力が負イオンテストスタンドで進行中である。