This paper outlines the main features of a new high efficiency (η > 62%) high power (∼18 MW D0) neutral beam (NB) concept based on pragmatic solutions suitable with the reactor requirements. The injector is modular (several beamlines in parallel) with independent ion sources referenced to the ground potential and gas neutralizers held at +1 MV. This topology leads to numerous simplifications; it overcomes the main issues of conventional NB systems, such as the complex 1 MV electrical setup, the difficult ion source remote maintenance, the high caesium consumption. The other key parameter is the gas neutralization concept which minimizes the amount of gas by operating at a low gas target and low neutralizer duct conductance. The implementation of an energy recovery system for the residual 1 MeV D− is essential to attain a high wall-plug efficiency. These specific features require thin laminar D− beams provided by a pre-acceleration up to 100 keV in slotted grid apertures to form thin blade-like beamlets, followed by the post-acceleration to 1 MeV by merging the beamlets in a single beam in five gaps (+200 kV per gap). All these specific aspects minimize the beams losses and thermal loads along the beamline and enhance the injector reliability and availability.
本論文は、炉要件に適合する実用的な解決策に基づく、新高効率 (η > 62%) 高出力 (∼18 MW D0) 中性粒子ビーム (NB) 概念の主な特徴を概説する。インジェクターはモジュール式（複数のビームラインを並列配置）であり、接地電位を基準とする独立したイオン源と、+1 MV に保持されたガス中和器を備える。この構成により多くの簡素化がもたらされ、従来のNBシステムの主要な問題、例えば複雑な1 MV電気構成、困難なイオン源の遠隔保守、高いセシウム消費量などを克服する。もう一つの重要なパラメータは、低いガスターゲットと低い中和器ダクトコンダクタンスで動作させることによりガス量を最小化する、ガス中和コンセプトである。残留する1 MeV D− のためのエネルギー回収システムの実装は、高い壁効率を達成するために不可欠である。これらの特有の特徴は、薄いブレード状のビームレットを形成するためのスロット付きグリッド開口部での100 keVまでの予備加速によって供給される薄い層流 D− ビームを必要とし、その後、5つのギャップ（各ギャップ+200 kV）でビームレットを単一ビームに合流させることによる1 MeVまでの後段加速が続く。これら全ての特有の側面は、ビームラインに沿ったビーム損失と熱負荷を最小化し、インジェクターの信頼性と稼働率を向上させる。