The ELISE (extraction from a large ion source experiment) test facility at IPP Garching hosts a RF H−/D− ion source and an acceleration system. Its target is to demonstrate the performance foreseen for the ITER neutral beam injector (NBI) system in terms of extracted current density (H/D), fraction of co-extracted electrons and pulse duration. The size of the ELISE extraction area is half that foreseen for the ITER NBI. This paper presents a detailed study of the ELISE beam divergence and uniformity. In particular, it was possible to describe the beam as the sum of two components at very different divergence: about 2° versus 5° ÷ 7°. As test cases, the beam properties have been measured as function of two source parameters. The first one is the current flowing through the grid facing the plasma, the plasma grid (PG), in order to generate the magnetic filter field. The second one is the bias current flowing between the PG and the source walls. Both the filter field and the bias current influence the fraction of co-extracted electrons, but also the properties of the plasma just in front of the extraction system and the beam properties. The divergence and the uniformity of the beam have been measured by a beam emission spectroscopy (BES) diagnostic; the detailed analysis of the raw spectra collected by BES led to describing the beam with two components of different divergence. This concept has been supported by the information given by thermal imaging of the diagnostic calorimeter. Further support to the proposed beam model has been found in the behavior of the currents flowing in the acceleration system and beamline components; these currents are given by the most divergent (charged) particles of the beam.
ELISE（大型イオン源試験装置）は、IPPガルヒングに設置されており、RF H−/D−イオン源と加速システムを備えている。その目標は、ITER中性粒子入射（NBI）システムに想定される性能を、引き出し電流密度（H/D）、共引き出し電子割合、パルス持続時間の観点から実証することである。ELISEの引き出し面積は、ITER NBIに想定される面積の半分である。本論文では、ELISEのビーム発散と均一性に関する詳細な研究を提示する。特に、ビームを発散角の大きく異なる2つの成分（約2°対5°〜7°）の和として記述することが可能であった。試験ケースとして、ビーム特性は2つのソースパラメータの関数として測定された。第1のパラメータは、磁気フィルター場を生成するためにプラズマに面するグリッド（プラズマグリッド、PG）を流れる電流である。第2のパラメータは、PGとソース壁の間を流れるバイアス電流である。フィルター場とバイアス電流はともに、共引き出し電子の割合に影響を与えるだけでなく、引き出しシステムの直前のプラズマの特性やビーム特性にも影響を与える。発散と均一性は、ビーム発光分光（BES）診断法によって測定された。BESによって収集された生スペクトルの詳細な解析により、ビームを発散角の異なる2つの成分で記述することが導かれた。この概念は、診断用カロリメータの熱画像によって得られた情報によって裏付けられた。提案されたビームモデルへのさらなる支持は、加速システムおよびビームライン構成要素を流れる電流の挙動に見いだされた。これらの電流は、ビームの最も発散する（帯電した）粒子によって生じるものである。