In this paper we look at the technological constraints of neutral beam injection (NBI) systems and compare them with the functional requirements that NBI has in the various envisaged plasma scenarios for tokamak fusion reactors of the DEMO and fusion power plant (FPP) class. We show in particular that there is an intermediate beam energy range in which beamlines are unattractive because of size. Furthermore, for scenarios that consider NBI only for ion heating during the ramp-up and heat-to-burn phase we show that the use of beam energies in the range of 100 to 200 keV, which could be produced from positive ion beams with a much simpler system, could be an attractive option that should be further investigated.
本論文では、中性粒子ビーム入射（NBI）システムの技術的制約を検討し、DEMO級および核融合発電所（FPP）級のトカマク核融合炉において想定される様々なプラズマシナリオでNBIが有する機能的要件と比較する。特に、ビームラインがサイズの点で魅力的でなくなる中間的なビームエネルギー範囲が存在することを示す。さらに、NBIをランプアップ段階および加熱から燃焼に至る段階におけるイオン加熱のみに考慮するシナリオについては、はるかに単純なシステムで正イオンビームから生成できる100〜200 keVの範囲のビームエネルギーの使用が、さらに調査されるべき魅力的な選択肢となり得ることを示す。