A charge- and current-neutralized, intense-ion beam (IIB) will propagate undeflected in a magnetized plasma by the , or diamagnetic, drift for a distance large compared to the beam-ion gyro-radius. This propagation occurs because of collective plasma effects when the beam-energy density is sufficient to sustain the polarization-electric field, or diamagnetic-screening currents. Our principal interest is the drift, with . IIBs are characterized by parameters in the range: 0.1–2 MeV ion energy, 1–100 MA m−2 ion-current density, and 17–350 kW average power produced on repetitively-pulsed systems. Multi-MW average-beam power is possible with appropriate modifications to the power supply and ion-source/accelerator. IIBs can be focused geometrically, and/or magnetically, to spot sizes of the order of a few cm's and their angular divergence is typically, ∼15 mRadians, suitable for long-range propagation in a vacuum beam-line. IIBs lose energy and momentum in the same manner as particles injected by a neutral-beam injector (NBIs), hence could be useful for fusion applications, including: heating, current drive, fueling, profile modifications, etc and such applications have yet to be thoroughly studied. Summarized here are the physical principles accounting for IIB propagation; ion-source designs used to produce the IIB; and pulsed-power methods for energizing the IIB accelerator. This technology base informs scalable metrics for the ion-source/accelerator (excluding the HV power supply and interconnects) used in a conceptual injector that provides the same ion energy and injected power (1 MeV, 17 MW) as NBIs used on ITER. A comparison indicates that the IIB injector would be much smaller in size, lower cost, and have much greater efficiency, while also providing for real-time modulation of the beam energy and intensity and the use of small-diameter injection ports that could minimize fuel contamination and magnetic-field leakage between the IIB injector and tokamak.
電荷および電流中和された強イオンビーム（IIB）は、磁化プラズマ中を、 , すなわち反磁性ドリフトによって、ビームイオンのジャイロ半径に比べて大きい距離にわたって、偏向されることなく伝搬する。この伝搬は、ビームエネルギー密度が分極電場、すなわち反磁性遮蔽電流を維持するのに十分である場合の集団的プラズマ効果によって生じる。我々の主たる関心は、 ドリフト、 を伴う。IIBは、以下の範囲のパラメータによって特徴づけられる：0.1–2 MeVのイオンエネルギー、1–100 MA m−2のイオン電流密度、および繰り返しパルスシステムで生成される17–350 kWの平均電力。Multi-MWの平均ビーム電力は、電源およびイオン源/加速器を適切に変更することで可能である。IIBは、幾何学的におよび/または磁気的に、数cm程度のスポットサイズに集束することができ、その角度発散は典型的には∼15 mRadiansであり、真空ビームライン内の長距離伝搬に適している。IIBは、中性粒子ビーム入射装置（NBIs）によって入射される粒子と同じ方法でエネルギーと運動量を失うため、加熱、電流駆動、燃料供給、プロファイル変更などの核融合応用に有用である可能性があり、そのような応用はまだ十分に研究されていない。ここでは、IIB伝搬を説明する物理原理、IIBを生成するために用いられるイオン源設計、およびIIB加速器に電力を供給するためのパルス電源法を要約する。この技術基盤は、ITERで使用されるNBIと同じイオンエネルギーおよび投入電力（17 MW）を提供する概念的な入射装置に用いられるイオン源/加速器（HV電源および相互接続を除く）のスケーラブルな指標を提供する。比較によれば、IIB入射装置は、サイズがはるかに小さく、コストが低く、はるかに高い効率を有する一方で、ビームエネルギーと強度のリアルタイム変調、およびIIB入射装置とトカマク間の燃料汚染と磁場漏洩を最小限に抑え得る小径入射ポートの使用も提供する。