The injection performance of the negative-ion based NBI (N-NBI) system for JT-60U has been improved by correcting beamlet deflection and improving spatial uniformity of negative ion production. Beamlet deflection at the peripheral region of the grid segment due to the distorted electric field at the bottom of the extractor has been observed. This was corrected by modifying the surface geometry at the extractor to form a flat electric field. Moreover, beamlet deflection due to beamlet–beamlet repulsion caused by space charge was also compensated for by extruding the edge of the bottom extractor. This resulted in a reduction of the heat loading on the NBI port limiter. As a result of the improvement above, continuous injection of a 2.6 MW H0 beam at 355 keV has been achieved for 10 s. Thus, long pulse injection up to the nominal pulse duration of JT-60U was demonstrated. This has opened up the prospect of long pulse operation of the negative-ion based NBI system for a steady-state tokamak reactor. So far, a maximum injection power of 5.8 MW at 400 keV, with a deuterium beam, and 6.2 MW at 381 keV, with a hydrogen beam, have been achieved in the JT-60U N-NBI. Uniformity of negative ion production was improved by tuning the filament emission current so as to direct more arc power into the region where less negative ion current was extracted.
JT-60U用負イオン源NBI（N-NBI）システムの入射性能は、ビームレットの偏向を補正し、負イオン生成の空間均一性を改善することによって向上した。グリッドセグメントの周辺部におけるビームレットの偏向は、引き出し電極底部の電界の歪みに起因して観測された。これは、引き出し電極の表面形状を変更して平坦な電界を形成することにより補正された。さらに、空間電荷に起因するビームレット間の反発による偏向も、底部引き出し電極の端部を押し出すことによって補償された。その結果、NBIポートリミッターへの熱負荷が低減された。上記の改善の結果、355keVで2.6MWのH0ビームの10秒間連続入射が達成された。これにより、JT-60Uの定格パルス時間までの長時間入射が実証された。この成果は、定常トカマク炉用負イオン源NBIシステムの長時間運転の見通しを開くものである。これまでに、重水素ビームで400keV・5.8MW、水素ビームで381keV・6.2MWの最大入射電力がJT-60UのN-NBIにおいて達成されている。負イオン生成の均一性は、フィラメントのエミッション電流を調整し、負イオン電流の引き出しが少ない領域により多くのアーク電力を供給することによって改善された。