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閉じ込められたアルファ粒子の炭酸ガスレーザー協同トムソン散乱による測定法開発

Research Project

Project/Area Number 16082210
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

近藤 貴  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (70360427)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 河野 康則  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究主幹 (90354589)
草間 義紀  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究主幹 (70343902)
杉江 達夫  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究主幹 (50360425)
三浦 幸俊  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究主席 (60354586)
Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥74,600,000 (Direct Cost: ¥74,600,000)
Fiscal Year 2006: ¥15,600,000 (Direct Cost: ¥15,600,000)
Fiscal Year 2005: ¥42,100,000 (Direct Cost: ¥42,100,000)
Fiscal Year 2004: ¥16,900,000 (Direct Cost: ¥16,900,000)
Keywords燃焼プラズマ / アルファ粒子 / 協同トムソン散乱 / 炭酸ガスレーザー / 横方向放電励起大気圧レーザー / 国際熱核融合実験炉 / JT-60 / 低域混成共鳴 / ITER
Research Abstract

燃焼プラズマの物理特性を把握するためにはプラズマ内部における核融合反応で発生したα粒子の速度分布関数、空間分布の計測が不可欠であるが、その計測法は未だ確立されていない。このような状況をふまえ、JT-60では炭酸ガスレーザーを用いた協同トムソン散乱による、α粒子計測法の開発を進めている。平成18年度の主要な研究成果を以下に示す。
1.炭酸ガスレーザーの開発
協同トムソン=散乱計測の光源として、工業用の横方向放電励起大気圧レーザー(出力3.5J、20Hz)を元に、高出力・高繰返し周期のパルス炭酸ガスレーザーの開発を行い、平成17年度は出力エネルギー10J、周期10Hzのレーザーの開発に成功した。平成18年度は、前年度までの成果に基づき、電源回路の最適化改造と、共振器ミラーの安定化改造を実施した。これにより、出力エネルギー17J、周期15Hzレーザー発振に成功し、約2.5倍の平均出力を得た。これにより、ITERに必要となる炭酸ガスレーザーを実現する見通しを得た。
2.データ収集系の開発
プラズマによる散乱光のスペクトルデータを得るための、データ収集装置の製作を行った。デジタルオシロスコープ単独で、データ収集、解析ならびにデータ保存を可能にした。これにより、1分以上の大量の実験データを収集・解析し、直ちに散乱スペクトルデータを確認することを可能にした。
3.JT-60Uにおける実証実験
JT-60U真空容器に開発した炭酸ガスレーザー光を入射し、JT-60U真空窓付近で発生する迷光の周波数分析を行った。これにより、入射したレーザーパルスの約70%が単一周波数であり、これを用いた高温プラズマによる散乱計測が可能であることを示した。
4.研究成果の発表
研究成果を3つの国際会議、3つの国際会合、2つの国内学会、および、2つの国内会合において発表するとともに、2つの査読付き論文として発表した。

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2007 2006 2005 2004

All Journal Article (17 results)

  • [Journal Article] CO_2 laser for collective Thomson scattering diagnostic of・-particles in burning plasmas2007

    • Author(s)
      T.Kondoh, T.Hayashi, Y.Kawano, Y.Kusama, T.Sugie, M.Hirata, Y.Miura
    • Journal Title

      Transactions of Fusion Science and Technology 51巻2T号

      Pages: 62-64

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] High-repetition CO_2 laser for collective Thomson scattering diagnostic of ・ particles in burning plasmas2006

    • Author(s)
      T.Kondoh, T.Hayashi, Y.Kawano, Y.Kusama, T.Sugie, Y.Miura
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments 77巻10号

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] High-repetition CO_2 laser for collective Thomson scattering diagnostic of ・ particles in burning plasmas2006

    • Author(s)
      T.Kondoh, T.Hayashi, Y.Kawano, Y.Kusama, T.Sugie, Y.Miura
    • Journal Title

      16th Topical Conference on High-Temperature Plasma Diagnostics, May 7-11, 2006, Williamsburg

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] CO_2 laser for collective Thomson scattering diagnostic of・-particles in burning plasmas (invited)2006

    • Author(s)
      T.Kondoh, T.Hayashi, Y.Kawano, Y.Kusama, T.Sugie, M.Hirata, Y.Miura
    • Journal Title

      International Conference on Open Magnetic Systems for Plasma Confinement, July 17-12, 2006

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Collective Thomson scattering for alpha-particle diagnostics in burning plasmas2006

    • Author(s)
      T.Kondoh, T.Hayashi, Y.Kawano, Y.Kusama, T.Sugie
    • Journal Title

      16^<th> International Toki conference Advanced Imaging and Plasma Diagnostics

      Pages: 132-132

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  • [Journal Article] Recent R&D of Thomson scattering diagnostics for JT-60U and ITER2005

    • Author(s)
      T.Hatae, T.Kondoh, O.Naito, M.Nakatsuka, H.Yoshida
    • Journal Title

      Proceedings of the 12th International Symposium on LASER-AIDED PLASMA DIAGNOSTICS

      Pages: 309-314

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    • Author(s)
      T.Kondoh, T.Hayashi, Y.Kawano, T.Sugie, Y.Kusama, Y.Miura
    • Journal Title

      9th IAEA Technical Meeting on "Energetic Particles in Magnetic Confinement Systems"

      Pages: 57-57

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      近藤貴, 林利光, 河野康則, 草間義紀, 杉江達夫, 三浦幸俊
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      プラズマ・核融合学会第22回年会予稿

      Pages: 134-134

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      河野康則, 波多江仰紀, 近藤 貴
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      「高精度レーザー計測研究グループ」レーザー計測研究会予稿集、中部大学(主催:中部大学先進計測研究センター、(社)応用物理学会東海支部)

      Pages: 4-4

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  • [Journal Article] Development of CO2 laser for Collective Thomson scattering α-particle diagnostics2005

    • Author(s)
      T.Kondoh, T.Hayashi, Y.Kawano, T.Sugie, Y.Kusama, Y.Miura
    • Journal Title

      9th Meeting of the ITPA Topical Group on Diagnostics, Daejeon, South-Korea,10-14,Oct,2005 (CD-ROM)

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of CO2 laser Collective Thomson scattering for alpha-particle diagnostics2005

    • Author(s)
      T.Kondoh, T.Hayashi, Y.Kawano, T.Sugie, Y.Kusama, Y.Miura
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      Abstracts of 7th Australia/Japan Workshop on Plasma Diagnostics, Toki, Japan, 2005

      Pages: 1-1

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    • Author(s)
      T.Kondoh, T.Sugie, Y.Kawano 他
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      Feview of Scientific Instruments Vol.75・No.10

      Pages: 3420-3422

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      G.Vayakis, T.Sugie, T.Kondoh 他
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      Review of Scientific Instruments Vol.75・No.10

      Pages: 4324-4327

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    • Author(s)
      C.I.Walker, T.Sugie, T.Kondoh 他
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      Review of Scientific Instruments Vol.75・No.10

      Pages: 3631-3633

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      J.Kohagura, T.Kondoh 他
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments Vol.75・No.10

      Pages: 3992-3994

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      M.Hirata, T.Kondoh 他
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      Review of Scientific Instruments Vol.75・No.10

      Pages: 3631-3633

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  • [Journal Article] Progress with High Priority R&D Topics in Support of ITER/BPX Diagnostic Development2004

    • Author(s)
      A.J.H.Donne, Y.Kawano, T.Kondoh, T.Sugie 他
    • Journal Title

      Proceedings of 20th IAEA Fusion Energy Conference (2004, Vilamoura), IAEA-CN-94

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      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2018-03-28  

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