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燃焼プラズマのためのフーリエ変換分光に基づく新トムソン散乱計測法の研究

Research Project

Project/Area Number 18035016
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

波多江 仰紀  Japan Atomic Energy Agency, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (10343914)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 内藤 磨  日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究主幹 (30354575)
中塚 正大  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 特任研究員 (20088462)
吉田 英次  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 技術専門職員 (30397781)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥17,300,000 (Direct Cost: ¥17,300,000)
Fiscal Year 2007: ¥8,700,000 (Direct Cost: ¥8,700,000)
Fiscal Year 2006: ¥8,600,000 (Direct Cost: ¥8,600,000)
Keywords燃焼プラズマ / プラズマ計測 / トムソン散乱 / 偏光干渉計 / フーリエ変換分光 / 国際研究者交流 / オーストラリア / TPE-RX
Research Abstract

本研究では、世界で初めてフーリエ変換分光の手法をトムソン散乱計測に導入し、核燃焼プラズマの電子温度・密度測定の測定性能を向上させる手法を確立することを目的とし研究を遂行した。本年度の主な成果は、次のとおり。
(1)前年度に開発した分光器を発展的に見直し、臨界プラズマ試験装置JT-60のトムソン散乱計測のための分光器の設計・製作を行った。分光方式には、天文・宇宙分野で実績がある複屈折素子(ウォラストンプリズム、サバール板)を用いた偏光干渉計方式を採用した。この偏光干渉計によるインターフェログラムは2段のイメージインテンシファイアを持つCCDカメラで測定する。
(2)本方式の実証試験を行うために、既存のルビーレーザートムソン散乱装置を利用し、JT-60のプラズマ計測を行うシステムを新たに構築した。プローブビームに10Jのルビーレーザーを用い、集光器で集めた散乱光は、長さ100mの光ファイバーバンドルで計測室に設置した偏光干渉計へ導かれ散乱スペクトルが測定される。JT-60での測定を行うべく装置の調整作業を進めている。
(3)較正手法の開発を行った。最高1500℃まで加熱可能な黒体放射炉、標準光源とハイパスフィルター、ローパスフィルター等の組み合わせ、レーザー等による線スペクトルの発生により、偏光干渉計の波長スペクトル応答を較正できるようにした。また、集光器から分光器までの透過損失スペクトルの測定を実施した。さらに、密度較正については、JT-60真空容器に窒素を充填し、レーリー散乱あるいはラマン散乱を利用し密度の絶対較正を行うことを検討した。
(4)本研究で得られた成果は、論文発表、第13回レーザー応用プラズマ計測に関する国際シンポジウムや国際トカマク物理活動の会合、および国内学会等で発表した。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] トムソン散乱のための先端レーザーの開発研究2008

    • Author(s)
      波多江 仰紀
    • Journal Title

      大阪大学レーザーエネルギー学研究センター平成19年度共同研究成果報告書

      Pages: 149-150

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of Polarization Interferometer Based on Fourier Transform Spectroscopy for Thomson Scattering Diagnostics2007

    • Author(s)
      T.Hatae
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research 2

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] First operation of Polarization Interferometer for Thomson Scattering Diagnostics2007

    • Author(s)
      T.Hatate
    • Journal Title

      Research Report NIFS-PROC 68

      Pages: 142-145

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] プロジェクトレビュー「プラズマ燃焼実験のための先進計測」、3.3先進トムソン散乱計測2007

    • Author(s)
      波多江 仰紀
    • Journal Title

      プラズマ・核融合学会誌 83

      Pages: 993-995

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] Progress in Development of Edge Thomson Scattering System for ITER2007

    • Author(s)
      T.Hatae, et al.
    • Journal Title

      Transactions of Fusion Science and Technology (in press)(掲載予定)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Application of phase conjugate mirror to Thomson scattering diagnostics2006

    • Author(s)
      T.Hatae, et al.
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments 77(10)(invited)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Application of Stimulated Brillouin Scattering Phase Conjugate Mirror to Thomson scattering diagnostics in JT 60U and ITER2006

    • Author(s)
      T.Hatae, et al.
    • Journal Title

      Journal of the Korean Physical Society 49(I)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of Polarization Interferometer Based on Fourier Transform Spectroscopy for Thomson Scattering Diagnostics

    • Author(s)
      T.Hatae, et al.
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research (submitted)(発行年未定)(掲載予定)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 燃焼プラズマのためのフーリエ変換分光に基づく新トムソン散乱計測法の研究2008

    • Author(s)
      波多江 仰紀
    • Organizer
      第4回科研費特定領域「プラズマ燃焼のための先進プラズマ計測」シンポジウム
    • Place of Presentation
      熱海市
    • Year and Date
      2008-02-07
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] JT-60におけるトムソン散乱計測用フーリエ変換分光器の開発2007

    • Author(s)
      波多江 仰紀
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 第24回年会
    • Place of Presentation
      姫路市
    • Year and Date
      2007-11-29
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] JT-60におけるトムソン散乱用YAGレーザーの増幅特性2007

    • Author(s)
      北村 繁
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 第24回年会
    • Place of Presentation
      姫路市
    • Year and Date
      2007-11-29
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] JT-60トムソン散乱計測用YAGレーザーを用いたSBSパルス圧縮器の開発2007

    • Author(s)
      吉田 英次
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 第24回年会
    • Place of Presentation
      姫路市
    • Year and Date
      2007-11-29
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Report of Activities for Fusion Plasma Diagnostics in JAEA2007

    • Author(s)
      Y. Kawano
    • Organizer
      13th Meeting of the ITPA Topical Group on Diagnostics
    • Place of Presentation
      Chengdu, China
    • Year and Date
      2007-11-01
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] First operation of Polarization Interferometer for Thomson Scattering Diagnostics2007

    • Author(s)
      波多江 仰紀
    • Organizer
      13th International Symposium on LASER-AIDED PLASMA DIAGNOSTICS
    • Place of Presentation
      Takayama, Japan
    • Year and Date
      2007-09-19
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Utility of Polarization Filter Spectrometer for Thomson Scattering2007

    • Author(s)
      J. Howard
    • Organizer
      13th International Symposium on LASER-AIDED PLASMA DIAGNOSTICS
    • Place of Presentation
      Takayama, Japan
    • Year and Date
      2007-09-19
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Book] プラズマエネルギーのすべて2007

    • Author(s)
      プラズマ・核融合学会編
    • Total Pages
      164
    • Publisher
      日本実業出版社
    • Related Report
      2006 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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