The subject of this review is the field of intense pulsed ion beam generation and its potential application to fusion research. Considerable progress has been made in the past six years. Power levels of the order of 1000 MW/cm2 have been obtained for pulse-lengths from 10−8 to 10−6 s. Light-ion beams with currents approaching 1 MA and energies exceeding 1 MeV have been produced. The first half of the paper treats the physics and technology of beam generation. Following a unified discussion of the theory of ion injectors, experimental work since 1973 is reviewed. Diagnostic techniques appropriate to high-flux ion beams are summarized. The general problem of high-current ion beam transport in vacuum and through plasmas is also considered. The second part of the paper is devoted to applications to fusion research. Applications in both magnetic confinement and inertial confinement fusion are considered. Intense ion beams have a number of features which make them ideally suited as inertial fusion drivers. Discussions are given of the physics of inertial fusion targets, options for ion beam production, experiments on light-ion beam focusing, and high-current multi-stage accelerators.
本レビューの主題は、強力イオンビーム生成の分野と、核融合研究へのその潜在的応用である。過去6年間でかなりの進歩が達成された。10⁻⁸秒から10⁻⁶秒のパルス幅において、1000 MW/cm²のオーダーの出力が得られている。電流が1 MAに近づき、エネルギーが1 MeVを超える軽イオンビームが生成されている。論文の前半では、ビーム生成の物理と技術について論じる。イオン入射器の理論の統一的な考察に続き、1973年以降の実験的研究がレビューされる。高フラックスイオンビームに適した診断技術が要約される。高電流イオンビームの真空中およびプラズマ中での輸送という一般的な問題も考察される。論文の後半は、核融合研究への応用に充てられる。磁場閉じ込め核融合と慣性閉じ込め核融合の両方における応用が考察される。強力イオンビームは、慣性核融合のドライバーとして理想的ないくつかの特徴を有する。慣性核融合ターゲットの物理、イオンビーム生成の選択肢、軽イオンビーム集束に関する実験、および高電流多段加速器について議論が行われる。