AbstractSeveral Neutral Beam Injection (NBI) systems are now capable of injection of powers greater than 20 MW, some for pulse lengths in excess of 5 s. These high power NBI systems have demonstrated the flexibility and utility of neutral beam heating; coupling easily to many plasma configurations; providing heating, fuelling and current drive capability and allowing access to new, improved plasma confinement regimes. All the high power NBI systems have now achieved routinely high reliability and system availability (≳80–90%).The current status of NBI systems is reviewed and successful solutions to the technological problems encountered in design of high power beams, ranging from high heat transfer elements to large area cryopumps, are discussed. The interface to tokamak operations such as the drift duct, stray field cancellation and fast interlock mechanisms are presented, emphasising the considerable progress in these areas.The upgrading of NBI systems for tritium injection on JET and TFTR is reviewed.The possible parameters for a ‘Next Step’ injector are presented, showing the choice of negative ion beams as an attractive option. With reference to the existing conceptual designs for ITER/NET it is shown that the main areas of uncertainty exist in the source and accelerator stack designs. The beamlines themselves should be able to take advantage of the properties of negative ions to lead to some marked simplifications.
抄録いくつかの中性粒子ビーム入射（NBI）システムは、現在、20 MWを超える入射出力を実現可能であり、中には5秒を超えるパルス長に対応するものもある。これらの高パワーNBIシステムは、中性粒子ビーム加熱の柔軟性と有用性を実証しており、多くのプラズマ配位への容易な結合、加熱・燃料供給・電流駆動の能力を提供し、新たな改善されたプラズマ閉じ込め領域へのアクセスを可能にしている。すべての高パワーNBIシステムは、現在、定常的に高い信頼性とシステム稼働率（≳80–90%）を達成している。本稿では、NBIシステムの現状を概説し、高熱伝達要素から大面積極低温ポンプに至るまで、高パワービームの設計において遭遇する技術的問題に対する成功した解決策について論じる。また、ドリフトダクト、迷走磁場の除去、高速インターロック機構など、トカマク運転とのインターフェースについて提示し、これらの分野における顕著な進展を強調する。さらに、JETおよびTFTRにおけるトリチウム入射のためのNBIシステムのアップグレードについて概説する。最後に、「次世代」入射装置の可能なパラメータを提示し、負イオンビームの選択が魅力的な選択肢であることを示す。ITER/NETの既存の概念設計を参照し、不確実性の主な領域がイオン源と加速器スタックの設計に存在することを示す。ビームライン自体は、負イオンの特性を活用することで、いくつかの顕著な簡素化を実現できるはずである。