The negative-ion based neutral beam injector for heating and current drive of the ITER plasma (ITER HNB) is under development, at present focusing on the optimization of the full-scale plasma source in the SPIDER test stand. The production of H− or D− ions in the ion source is based on the low work function surfaces obtained by caesium evaporation. This paper describes the caesium conditioning procedure and the corresponding beam performances during the first operation of SPIDER with caesium. Technical solutions to overcome present limitations of the test stand are described. The influence of source parameters on the caesium effectiveness was investigated in short beam pulse operation; with total radio-frequency (RF) power of 400 kW and filling pressure below 0.4 Pa, and a limited number of extraction apertures, a negative ion current density of about 200 A m−2 was extracted in hydrogen, with beam energy lower than 60 keV. Beam optics and beam uniformity were assessed thanks to the acceleration of isolated ion beamlets. A possible procedure to accelerate a uniform beam was demonstrated at low RF power. The results obtained in this first investigation provided key indications on the operation of one of the largest existing sources of accelerated negative hydrogen-like ions.
ITERプラズマの加熱と電流駆動のための負イオン源中性粒子入射装置（ITER HNB）の開発が進められており、現在はSPIDER試験装置における実規模プラズマ源の最適化に焦点が置かれている。イオン源におけるH−またはD−イオンの生成は、セシウム蒸着によって得られる低仕事関数表面に基づいている。本論文では、セシウムを用いたSPIDERの最初の運転時におけるセシウムコンディショニング手順と、それに対応するビーム性能について述べる。試験装置の現在の制約を克服するための技術的解決策についても述べる。セシウムの有効性に対するソースパラメータの影響を短パルスビーム運転で調査し、全高周波（RF）電力400 kW、充填圧力0.4 Pa未満、限られた数の引き出し孔において、水素中で約200 A m−2の負イオン電流密度が、60 keV未満のビームエネルギーで引き出された。孤立したイオンビームレットの加速により、ビーム光学とビーム均一性が評価された。低RF出力において均一なビームを加速するための手順の可能性が実証された。この最初の調査で得られた結果は、既存の最大級の加速負水素様イオン源の運転に関する重要な知見を提供した。