As part of a study for a mirror fusion-fission hybrid reactor, a preliminary design for a 225-MW neutral beam injector of fast deuteriu m atoms at 100 kV and fast tritium atoms at 150 kV was prepared. The injector layout consists of four assemblies, each comprising 70 ion-sourc e modules mounted in a converging array. An efficient, long-lifetime cathode for the plasma sources is proposed. The requirements for ion extraction and acceleration are satisfied by a two-stage accel -decel-accel-decel grid system designed to operate within th e limitations imposed by beam space charge, beam optics, voltage breakdown, and grid bombardment by secondary ions and electrons. A low-temperature neutralizing cell followed by a system for recovery of the energy of the unneutralized fraction of the beam has been designed to provide an overall injector power efficiency greater than 70%. To maintain required pressures within th e acceleration assemblies, the neutralizers, the beam energy recovery systems, and the beam line itself, pumping systems capable of handling a total gas flow of 2400 Torr·litre·s−1 are required. Problems associated with magnetic shielding of the ion source assemblies from the reactor fringing field as well as the mounting of the accel-decel grids at high voltage and high temperature are evaluated.
核融合炉心融合ハイブリッド炉の研究の一環として、100kVでの高速重水素原子および150kVでの高速三重水素原子を用いた225MW中性粒子ビーム入射装置の予備設計が作成された。入射装置の構成は、収束配置で設置された各70個のイオン源モジュールからなる4つのアセンブリで構成される。プラズマ源用の高効率・長寿命カソードが提案されている。イオン引き出しと加速の要件は、ビーム空間電荷、ビーム光学、電圧絶縁破壊、および二次イオン・電子によるグリッド損耗によって課される制約内で動作するように設計された2段加速-減速グリッドシステムによって満たされる。低温中和セルと、その後に続く非中和ビーム成分のエネルギー回収システムにより、入射装置全体の効率は70%超となるよう設計されている。加速アセンブリ、中和セル、ビームエネルギー回収システム、およびビームライン内の所要圧力を維持するため、総ガス流量2400Torr・L/sを処理する排気システムが必要である。さらに、イオン源アセンブリの炉心漏洩磁場に対する磁気シールド、ならびに高電圧・高温条件下での加速-減速グリッドの取り付けに関連する問題が評価されている。