AbstractThe USA is developing the physics and technology of induction accelerators for heavy ion beam-driven inertial fusion. The recirculating induction accelerator repeatedly passes beams through the same set of accelerating and focusing elements, thereby reducing both the length and gradient of the accelerator structure. This promises an attractive driver cost if the technical challenges associated with recirculation can be met. Point designs for recirculator drivers were developed in multiyear study by LLNL, LBNL and FM Technologies and that work is briefly reviewed here. To validate major elements of the recirculator concept, we are developing a small (4.5 m diameter) prototype recirculator which will accelerate a space-charge-dominated beam of K+ ions through 15 laps from 80 to 320 keV and from 2 to 8 mA. Transverse beam confinement is effected via permanent magnet quadrupoles; bending is via electric dipoles. This ‘small recirculator’ is being developed through a sequence of experiments. An injector, matching section and linear magnetic channel using seven half-lattice periods of permanent magnet quadrupole lenses are operational. A prototype recirculator half-lattice period is being fabricated. This paper outlines the research program and presents initial experimental results.
米国は、重イオンビーム駆動慣性核融合のための誘導加速器の物理と技術を開発中である。リサーキュレーティング誘導加速器は、同じ加速・収束要素をビームが繰り返し通過するため、加速器の長さと勾配の両方を低減できる。この方式は、リサーキュレーションに伴う技術的課題を克服できれば、魅力的なドライバーコストを実現する。LLNL、LBNM、FMテクノロジーズによる複数年にわたる研究で、リサーキュレータードライバーのポイント設計が行われ、その概要をここで簡単にレビューする。リサーキュレーター概念の主要要素を検証するため、我々は小型（直径4.5m）のプロトタイプリサーキュレーターを開発中であり、これは空間電荷支配ビームのK+イオンを15周にわたって80keVから320keVへ、2mAから8mAへ加速する。横方向のビーム閉じ込めは永久磁石四重極によって行われ、曲げは電場ダイポールによって行われる。この「小型リサーキュレーター」は一連の実験を通じて開発されている。インジェクター、整合セクション、および7つの半周期の永久磁石四重極レンズからなる線形磁気チャネルは稼働中である。プロトタイプリサーキュレーターの半周期部は製作中である。本論文は研究プログラムの概要を示し、初期の実験結果を報告する。