A radiofrequency (RF) ion source with a megawatt power extraction, thunder I, has been developed for the neutral beam injector (NBI) on HL-2A tokamak. A full solid-state RF generator with output power of 80 kW and frequency of 2 MHz was built by an RF combiner using 8 modules of solid-state RF generator with power of PRF = 10 kW. The line electric efficiency of whole RF generator reaches 92% and its voltage standing wave ratio (VSWR) is 1.01, thus no water-cooling system is supplied. A quartz vessel with the inner diameter of 250 mm is directly adopted for resisting atmospheric pressure, which can dramatically simplify source structure. Nowadays, the extracted beam parameters of RF hydrogen ion source are 32 kV/20 A/0.1 s on a test bed, while the design parameters are 50 kV/20 A/3 s. The beam density profile measured by the infrared imaging technique at 1.3 m downstream from the grounded grid obeys a Gaussian distribution, and the corresponding half width of 1/e power decay at the matched condition is about 80 mm. Plasma homogeneity is over 90% at low RF power. The beam divergence angle meets the requirement of NBI system on HL-2A tokamak. The extractable current density increases almost linearly with the RF power. It reaches 2400 A m−2 at PRF = 32 kW. The ion density in front of plasma grid is about 1 × 1018 m−3, corresponding to an ionized fraction of about 1% at the gas pressure of 0.5 Pa. Single hydrogen ion fraction reaches 79% at the beam current of 12.4 A. Some improvements have been considered for optimizing ion source performance on next experimental campaign. One smaller auxiliary RF discharge chamber equipped with a gas feed path, driven by 13.56 MHz/3.5 kW generator, is connected to main discharge chamber driven by 2 MHz/40 kW generator. By this dual-driven configuration, the innovative RF plasma source with high-pressure density gradient solves the initial ignition problem of powerful RF ion source even if the gas pressure below 0.1 Pa. In addition, the RF negative hydrogen ion source of 200 kV/20 A/3600 s is also developed at SWIP for the China fusion engineering test reactor.
HL-2Aトカマクの中性粒子ビーム入射装置（NBI）用に、メガワット級の電力引き出しを備えた高周波（RF）イオン源「thunder I」が開発された。出力80 kW、周波数2 MHzの全固体RF発振器は、PRF = 10 kWの固体RF発振器8モジュールを用いたRFコンバイナによって構築された。全RF発振器の線路電気効率は92%に達し、その電圧定在波比（VSWR）は1.01であり、したがって水冷システムは設けられていない。内径250 mmの石英容器が大気圧に耐えるために直接採用されており、これによりイオン源構造を大幅に簡素化できる。現在、RF水素イオン源の引き出しビームパラメータは試験ベンチ上で32 kV/20 A/0.1 sであり、設計パラメータは50 kV/20 A/3 sである。接地グリッドから1.3 m下流で赤外線イメージング技術により測定されたビーム密度分布はガウス分布に従い、整合条件における対応する1/eパワー減衰の半値幅は約80 mmである。低RF電力ではプラズマ均一性は90%を超える。ビーム発散角はHL-2AトカマクのNBIシステムの要件を満たしている。引き出し可能な電流密度はRF電力とほぼ線形に増加する。PRF = 32 kWで2400 A m−2に達する。プラズマグリッド前方のイオン密度は約1 × 1018 m−3であり、0.5 Paのガス圧におけるイオン化率約1%に相当する。単一水素イオン割合は、ビーム電流12.4 Aにおいて79%に達する。次回の実験キャンペーンでのイオン源性能最適化のために、いくつかの改良が検討されている。ガス供給経路を備え、13.56 MHz/3.5 kW発振器で駆動される1つのより小型の補助RF放電チャンバーが、2 MHz/40 kW発振器で駆動される主放電チャンバーに接続されている。この二重駆動構成により、高圧密度勾配を有する革新的なRFプラズマ源は、ガス圧が0.1 Pa未満であっても、高出力RFイオン源の初期点火問題を解決する。さらに、200 kV/20 A/3600 sのRF負水素イオン源が、中国核融合工学試験炉向けにSWIPでも開発されている。