R&D around a photoneutralizer-based NBI system (Siphore) in view of a DEMO Tokamak steady state fusion reactor
العنوان: | R&D around a photoneutralizer-based NBI system (Siphore) in view of a DEMO Tokamak steady state fusion reactor |
---|---|
المؤلفون: | A. Simonin, Jocelyn Achard, K. Achkasov, S. Bechu, C. Baudouin, O. Baulaigue, C. Blondel, J.P. Boeuf, D. Bresteau, G. Cartry, W. Chaibi, C. Drag, H.P.L. de Esch, D. Fiorucci, G. Fubiani, I. Furno, R. Futtersack, P. Garibaldi, A. Gicquel, C. Grand, Ph. Guittienne, G. Hagelaar, A. Howling, R. Jacquier, M.J. Kirkpatrick, D. Lemoine, B. Lepetit, T. Minea, E. Odic, A. Revel, B.A. Soliman, P. Teste |
المساهمون: | Institut de Recherche sur la Fusion par confinement Magnétique (IRFM), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire des Sciences des Procédés et des Matériaux (LSPM), Université Paris 13 (UP13)-Institut Galilée-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Physique des interactions ioniques et moléculaires (PIIM), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Aimé Cotton (LAC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan), Groupe de Recherche Energétique, Plasmas et Hors Equilibre (LAPLACE-GREPHE), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Astrophysique Relativiste Théories Expériences Métrologie Instrumentation Signaux (ARTEMIS), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Helyssen, Laboratoire Génie électrique et électronique de Paris (GeePs), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-CentraleSupélec-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire de physique des gaz et des plasmas (LPGP), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Accelerators and Ion sources Department, Nuclear Research Center (NRC), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche sur la Fusion par confinement Magnétique ( IRFM ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ), Laboratoire des Sciences des Procédés et des Matériaux ( LSPM ), Université Paris 13 ( UP13 ) -Université Sorbonne Paris Cité ( USPC ) -Institut Galilée-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Physique des interactions ioniques et moléculaires ( PIIM ), Aix Marseille Université ( AMU ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie ( LPSC ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology ( Grenoble INP ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ), Laboratoire Aimé Cotton ( LAC ), École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire Plasma et Conversion d'Energie [Toulouse] ( LAPLACE ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Astrophysique Relativiste Théories Expériences Métrologie Instrumentation Signaux ( ARTEMIS ), Université Nice Sophia Antipolis ( UNS ), Université Côte d'Azur ( UCA ) -Université Côte d'Azur ( UCA ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur ( UCA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne ( EPFL ), Laboratoire Génie électrique et électronique de Paris ( GeePs ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -CentraleSupélec-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ), Théorie (LCAR), Laboratoire Collisions Agregats Reactivite ( LCAR ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de physique des gaz et des plasmas ( LPGP ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université Paris 13 (UP13)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut Galilée-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Université Nice Sophia Antipolis (UNS), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Institut Galilée-Université Paris 13 (UP13), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) |
المصدر: | Nuclear Fusion Nuclear Fusion, IOP Publishing, 2015, 55 (12), pp.123020. ⟨10.1088/0029-5515/55/12/123020⟩ Nuclear Fusion, 2015, 55 (12), pp.123020. ⟨10.1088/0029-5515/55/12/123020⟩ Nuclear Fusion, IOP Publishing, 2015, 55 (12), pp.123020. 〈10.1088/0029-5515/55/12/123020〉 |
بيانات النشر: | HAL CCSD, 2015. |
سنة النشر: | 2015 |
مصطلحات موضوعية: | Nuclear and High Energy Physics, Tokamak, Ion beam, plasma modelling, Electrostatic accelerators, Nuclear engineering, helicon, negative ions, Fabry-Perot cavity, 7. Clean energy, high voltage holding in vacuum, law.invention, Ion, law, [PHYS.PHYS.PHYS-PLASM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Plasma Physics [physics.plasm-ph], DEMO, Physics, HV bushing, neutral beams, High voltage, Plasma, [ PHYS.PHYS.PHYS-PLASM-PH ] Physics [physics]/Physics [physics]/Plasma Physics [physics.plasm-ph], Fusion power, photoneutralization, Condensed Matter Physics, Physics - Plasma Physics, Ion source, Beamline, Beam (structure), Photodetachment |
الوصف: | International audience; Since the signature of the ITER treaty in 2006, a new research programme targeting the emergence of a new generation of Neutral Beam (NB) system for the future fusion reactor (DEMO Tokamak) has been underway between several laboratories in Europe. The specifications required to operate a NB system on DEMO are very demanding: the system has to provide plasma heating, current drive and plasma control at a very high level of power (up to 150 MW) and energy (1 or 2 MeV), including high performances in term of wall-plug efficiency (η > 60%), high availability and reliability. To this aim, a novel NB concept based on the photodetachment of the energetic negative ion beam is under study. The keystone of this new concept is the achievement of a photoneutralizer where a high power photon flux (~3 MW) generated within a Fabry Perot cavity will overlap, cross and partially photodetach the intense negative ion beam accelerated at high energy (1 or 2 MeV). The aspect ratio of the beam-line (source, accelerator, etc.) is specifically designed to maximize the overlap of the photon beam with the ion beam. It is shown that such a photoneutralized based NB system would have the capability to provide several tens of MW of D 0 per beam line with a wall-plug efficiency higher than 60%. A feasibility study of the concept has been launched between different laboratories to address the different physics aspects, i.e., negative ion source, plasma modelling, ion accelerator simulation, photoneutralization and high voltage holding under vacuum. The paper describes the present status of the project and the main achievements of the developments in laboratories. |
اللغة: | English |
تدمد: | 0029-5515 1741-4326 0963-0252 0741-3335 0022-3727 0264-9381 1742-6596 |
URL الوصول: | https://explore.openaire.eu/search/publication?articleId=doi_dedup___::af24612715c6120afa9a1c9c3f9aa961 https://hal-amu.archives-ouvertes.fr/hal-02381781/document |
حقوق: | OPEN |
رقم الأكسشن: | edsair.doi.dedup.....af24612715c6120afa9a1c9c3f9aa961 |
قاعدة البيانات: | OpenAIRE |
تدمد: | 00295515 17414326 09630252 07413335 00223727 02649381 17426596 |
---|