核反応プラズマ計測のためのレーザー応用プラズマ計測法の開発

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核反応プラズマ計測のためのレーザー応用プラズマ計測法の開発

フォーマット:
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
タイトル(他言語):
Developments of Laser-Aided Plasma Diagnostics for Fusion Plasmas
責任表示:
村岡 克紀(九州大学・大学院・総合理工学研究科・教授)
MURAOKA Katsunori(九州大学・大学院・総合理工学研究科・教授)
松岡 克紀(九州大学・総合理工学研究科・教授)
本文言語:
日本語
研究期間:
1994-1996
概要(最新報告):
核融合研究はすでに臨界プラズマ条件の達成に成功し、これからの本格的なDT燃焼を目指した具体的な準備作業に入っている。そこではトリチウム取扱いおよび中性子による放射化対策が最重要課題であり、そのためのリモートハンドリング等の実用化が図られている。そのうちでプラズマ計測に関しては、できるだけ小さな観測ポートを通じて、しかし実験段階であるから物理過程を把握するためできるだけ多量のデータを収集することが求められている。 本研究は、代表者らが進めてきたレーザー応用プラズマ計測法を、核反応プラズマ研究が行われる段階に達したヨーロッパ連合の大型装置JETに適用しその有効性を験そうとするもので、内容的に二つに大別される。また本研究の遂行過程で進められた発展として、核燃焼プラズマの計測一般に関する寄与が挙げられる。以下、それぞれについて得られた内容とともに列挙する。 (1)LIDARトムソン散乱 トムソン散乱には、通常レーザー入出射ポートとその軸と大きな角度をなす方向に設置する観測ポートが必要である。しかしその配置はブランケットや超伝導マグネットに囲まれた核反応プラズマ装置では不可能である。そこで、レーザー入出射を一つの孔で実行できるLIDAR法が注目され、代表者のグループはその実験が行われてきた唯一の装置であるJETと10数年来密接な協力研究を行ってきた。 LIDARトムソン散乱に関する研究は二種に分かれる。一つはコア部のプラズマを計測するシステムの高度化と、他はダイバータ部のシステムの稼働である。前者の研究は順調に推移し、現在では時間分解能2Hz、空間分解能90mmのシステムがルーチンにデータを供給している。また、九州大学が主開発を担ったストリークカメラを用いる空間分解能向上策も成功し、それによる空間分解能は50mmとなっている。これを用いて、たとえばペレット入射時の急峻な電子密度こう配も詳細に追跡できるようになっている。 他方後者は軸合せが予想以上に困難であった。3年間の共同研究期間中に2つの全く異なるレーザー入射系を試し、可能なあらゆる手だてを尽したが、まだ信号検出に成功していない。軸合せ方策を今後も検討して、本研究終了後も実質的な協力を継続していきたい。 (2)協同トムソン散乱 協同トムソン散乱について、平成7年度におけるイオンからの散乱のファーストデータを基に、改良の方向を検討した。また、その際のSN比を基にしてα粒子のエネルギー分布、密度を測定するためのSN比の検討を行った。 この項目に関して特筆すべきことは、本研究を糸口にして日米欧の協同トムソン散乱検討プロジェクトチームを発足させたことである。平成8年12月に関係者が5人集まり協議した。その結果、原研のトカマク型装置JT-60Uでの実験を平成10年度から実施する方向で準備に入ることとなった。 (3)核燃焼プラズマの計測一般 本研究を遂行する過程で信頼が築かれたJET共同研究機構のP.E.Stott博士、および同氏を知じて知己となった米国プリンストン大学プラズマ物理研究所K.Young博士らと、次期核燃焼実験装置ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)の計測専門家会議(Expert Group of ITER Plasma Diagnostics)委員を委嘱され、活動を開始した。年2回の会合でITERプラズマ計測全般について検討し、あるべき姿を詰めている。また、1995年には第1回の国際会議をイタリアのVarennaで開催し、また1997年の9月には第2回を開くべく計画を詰めている。 ここでは、本研究による成果が大いに生かされてきた。また計測の必要性からのITERの運転シナリオについての研究が実って、いくつかの研究成果として公表している。 続きを見る
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類似資料:

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プラズマディスプレイ放電中の電界強度、電子密度・温度のレーザー計測 by 梶原 寿了; KAJIWARA Toshinori; 内野 喜一郎; UCHINO Kiichiro
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