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ズーム機能付超短パルスマイクロ波反射計を用いた電子密度揺動計測

Research Project

Project/Area Number 15760625
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Nuclear fusion studies
Research InstitutionNational Institute for Fusion Science

Principal Investigator

徳沢 季彦 (徳澤 季彦)  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (90311208)

Project Period (FY) 2003 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2005: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywords超短パルス / マイクロ波 / 反射法 / プラズマ計測 / 電子密度 / 粒子閉じ込め
Research Abstract

核融合炉を目指す高温プラズマ閉じ込めの研究において、異常拡散によりプラズマ閉じ込めが劣化することが大きな問題となっている。この閉じ込め劣化の原因として考えられているプラズマ中の静電的ミクロ不安定性や電磁流体力学的(MHD)不安定性によるプラズマの揺動損失についての知見を得るためには、プラズマ中の局所的な位置での揺動、特に密度揺動の空間構造を計測することを目的とした新しい計測器の開発が不可欠である。これを達成するため、超短パルスが作り出す広帯域マイクロ波を利用した超高時間分解計測でありかつ広空間を単一発信源で計測可能なマイクロ波反射計システムの構築を行った。特に超短パルスにより発生したマイクロ波から、計測したい領域をフィルタで切り出すために、周波数可変の発振器から出力されたマイクロ波を合成し周波数をシフトさせたこの合成マイクロ波パルスを用いるというよりアクティブな計測システムを構築して、プラズマ中から反射してきたマイクロ波を受信するレーダ計測を行った。
本研究により開発した周波数可変発振器の周波数設定回路を利用し、任意の周波数にプラズマ放電中にリアルタイムで設定できることを実証した。これによりプラズマ周辺部の最外郭磁気面外側に密度揺動が局所的に存在することを発見することができた。また超短パルスから8〜40GHzの広帯域のマイクロ波を任意に抽出する手法を確立した。これにより複数帯域にわたる周波数成分をそれぞれ必要十分な信号強度に増幅し計測に必要なマイクロ波成分が生成可能となった。また従前より4倍の空間分解能で計測が可能なシステムを構築し、適用した大型ヘリカル装置(LHD)を用いたプラズマ実験では、周辺プラズマの詳細な電子密度分布が得ることができるようになり、幅1cm程度の磁気島の存在やその周辺領域での揺動現象などを観測することができた。

Report

(3 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (3 results)

  • [Journal Article] Recent Development of Microwave Reflectometer for Density Profile and Fluctuation Measurements on LHD2005

    • Author(s)
      T.Tokuzawa
    • Journal Title

      Proc.7th International Reflectometry Workshop for Fusion Plasma Diagnostics May

      Pages: 8-8

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Electron density profile measurement using an ultrashort-pulsed radar reflectometer on LHD.2004

    • Author(s)
      T.Kaneba
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments 75

      Pages: 3846-3846

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Edge Density Profile Measurement by Using Ultrashort Pulsed Radar Reflectometer on LHD

    • Author(s)
      T.Tokuzawa
    • Journal Title

      Journal of Korean Physical Society (投稿中)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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