In negative hydrogen ion sources a too high amount or a too rapid increase in co-extracted electrons can prevent achieving the required negative ion current density and restrict the pulse duration. One important measure for reducing and stabilizing the co-extracted electron current is a magnetic filter field. The half-ITER-size NNBI test facility ELISE—in which the filter field is created by a current flowing through the extraction system—is used for performing experiments on the reaction of the source performance on modifying the filter field topology; external magnet bars are attached to the source in different polarities and extensive parameter variations have been done in volume and surface operation. A significant correlation of the extracted ion and electron currents and their temporal stability with the field topology is seen: with the external magnets strengthening the standard filter field a strong reduction of the co-extracted electrons and additionally a reduced increase in these electrons during the pulses is observed. In this configuration it was possible to perform the very first 1 h deuterium pulse in ELISE—an important step toward fulfilling the requirements to the ion source for ITER NBI.
負水素イオン源において、共引き出し電子の量が多すぎる場合やその増加が速すぎる場合、要求される負イオン電流密度の達成が妨げられ、パルス持続時間が制限される可能性がある。共引き出し電子電流を低減し安定化させるための重要な対策の一つが、磁気フィルター場である。ITER規模の半分のテスト設備であるNNBI試験装置ELISEでは、フィルター場が引き出しシステムに流れる電流によって生成され、フィルター場のトポロジー変更に対するソース性能の応答を調べるための実験が行われている。外部磁石を異なる極性でソースに取り付けることにより、体積動作と表面動作の両方において広範なパラメータ変動が実施された。引き出されたイオン電流と電子電流、およびそれらの時間的安定性とフィールドトポロジーの間には有意な相関が観察された。外部磁石によって標準フィルター場が強化されると、共引き出し電子の大幅な低減が達成され、さらにパルス中の電子電流増加も抑制された。この構成により、ELISEにおいて初の1時間重水素パルスを実施することが可能となり、これはITER NBIのイオン源要件を満たすための重要な一歩となった。