В докладе представлены работы по атомарным инжекторам и ионным источникам, выполняемые в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН в рамках федерального проекта «Разработка технологий управляемого термоядерного синтеза и инновационных плазменных технологий».
В настоящее время производится сборка прототипа атомарного инжектора для установки ГДЛ. Мощность пучка быстрых атомов водорода имеет величину 1,7 МВт при энергии атомов 15 кэВ. Длительность пучка составляет 30 мс в базовом варианте и 300 мс для варианта ионного источника с охлаждаемыми электродами ионно-оптической системы. Отличительная особенность инжектора – рекордный ток ионного пучка – 150 А. Ионный источник разработан на основе четырех дуговых генераторов плазмы и трехэлектродной ионно-оптической системы. Улучшена конструкция дугоразрядных генераторов плазмы, рабочая длительность импульса увеличена до 1 сек и ресурс генераторов составляет 1 год.
Разрабатывается ионный источник с энергией ионов 100 кэВ и током пучка 75 А. После нейтрализатора атомарный пучок будет иметь мощность 3,5 МВт при работе на дейтерии. Высокочастотный источник плазмы имеет два драйвера, установленных на плазменной камере с мультипольной магнитной стенкой, пристыкованной к трех-электродной ионно-оптической системе. Начальный размер пучка ~220 мм х 430 мм, эмиссионная плотность тока - 190 мА/см2. Электроды имеют щелевую структуру, полностью водоохлаждаемые, рассчитаны на стационарный режим работы.
Разрабатывается проект атомарного инжектора на основе отрицательных ионов водорода с энергией 500 кэВ [1]. Экспериментальной базой этой работы является ускорительный стенд высоковольтного инжектора, созданный в ИЯФ СО РАН. По техническому заданию ИЯФ должен изготовить и испытать ускорительную трубку на энергию 400 кэВ и плазменную обдирочную мишень, которые могут быть прототипами для нагревного инжектора для разрабатываемого токамака TRT [2].
Разрабатываются два ионных источника на основе отрицательных ионов водорода с энергией 120 кэВ и током 1,5 А и 9 А. Первый имеет один ВЧ драйвер с мощностью до 60 кВт на частоте 4 МГц, расширительную плазменную камеру с мультипольной магнитной стенкой, трех-электродную ионно-оптическую систему с 25 отверстиями. С ионным источником проводятся эксперименты на стенде высоковольтного инжектора. Ионный источник с током 9 А имеет четыре ВЧ драйвера, расширительную плазменную камеру, трех-электродную ИОС с 145 апертурами. В настоящее время выполняется сборка ионного источника.
Работы выполнены при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (FWGM-2022-0019, FWGM-2022-0020, FWGM-2022-0021).
Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, г. Новосибирск, Россия, I.V.Shikhovtsev@inp.nsk.su