Novel nanoparticle detection method using compact drift tube

• Project/Area Number: 26600126
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Plasma electronics
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Shiratani Masaharu 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 教授 (90206293)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2015: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: プラズマ / ナノ粒子計測 / ドリフトチューブ / 水晶振動子 / 電場 / 核融合ダスト / 電場摂動

Outline of Final Research Achievements

To measure the size, density, charge and flux of nanoparticle, we have developed a novel nanoparticle detection method using a compact drift tube. In this study, we have fabricate a dc-bias type compact drift tube and measured dynamics of nanoparticles by sampling them at the side wall of the tube.
We have obtaied following conclusions: (1) Sampled particles are melted in plasmas, and (2) The information of nanoparticle transport in tube can be obtained from position dependence of size distribution and incident angle of sampled particles. The characteristics of nanoparticles should be involved in these results.

Research Products

• [Journal Article] Deposition rate and etching rate due to neutral radicals and dust particles measured using QCMs together with a dust eliminating filter (2015)
  • Author(s): R. Katayama, K. Koga, D. Yamashita, K. Kamataki, H. Seo, N. Itagaki, M. Shiratani, N. Ashikawa, M. Tokitani, S. Masuzaki, K. Nishimura, A. Sagara, LHD Experimental Group
  • Journal Title: Proc. 68th GEC/9th ICRP/33rd SPP Volume: 60
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Real-time mass measurement of dust particles deposited on vessel wall in a divertor simulator using quartz crystal microbalances (2015)
  • Author(s): M. Tateishi, K. Koga, R. Katayama, D. Yamashita, K. Kamataki, H. Seo, N. Itagaki, M. Shiratani, N. Ashikawa, S. Masuzaki, K. Nishimura, A. Sagara, and the LHD Experiment Group
  • Journal Title: J Nucl Mater Volume: 463 Pages: 865-868
  • DOI: 10.1016/j.jnucmat.2014.10.049
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Contribution of H2 plasma etching to radial profile of amount of dust particles in a divertor simulator (2014)
  • Author(s): M. Tateishi, K. Koga, D. Yamashita, K. Kamataki, H. Seo, N. Itagaki, M. Shiratani, N. Ashikawa, S. Masuzaki, K. Nishimura and A. Sagara, the LHD Experimental Group
  • Journal Title: J. Phys. : Conf. Series Volume: 518 Pages: 012009-012009
  • DOI: 10.1088/1742-6596/518/1/012009
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] コンパクトドリフトチューブを用いたプラズマ生成ダスト捕集 (2016)
  • Author(s): 白谷正治, 片山龍, 古閑⼀憲, 山下大輔, 徐鉉雄, 板垣奈穂, 増崎貴, 芦川直子, 時谷政行, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ白谷正治, 片山龍, 古閑⼀憲, 山下大輔, 徐鉉雄, 板垣奈穂, 増崎貴, 芦川直子, 時谷政行, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
  • Organizer: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 東京工業大学
  • Year and Date: 2016-03-22
• [Presentation] ダイバータシミュレータ内でのコンパクトドリフトチューブを用いたダスト捕集実験 (2015)
  • Author(s): 片山龍, 古閑一憲, 山下大輔, 徐鉉雄, 板垣奈穂, 白谷正治, 増崎貴, 芦川直子, 時谷政行, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
  • Organizer: プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部 第19回支部大会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2015-12-20
• [Presentation] 核融合炉内ダスト計測用コンパクトドリフトチューブの試作 (2015)
  • Author(s): 片山龍, 古閑一憲, 山下大輔, 徐鉉雄, 板垣奈穂, 白谷正治, 芦川直子, 時谷政行, 増崎貴, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
  • Organizer: 第32回プラズマ・核融合学会 年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2015-11-24
• [Presentation] Deposition rate and etching rate due to neutral radicals and dust particles measured using QCMs together with a dust eliminating filter (2015)
  • Author(s): R. Katayama, K. Koga, D. Yamashita, K. Kamataki, H. Seo, N. Itagaki, M. Shiratani, N. Ashikawa, M. Tokitani, S. Masuzaki, K. Nishimura, A. Sagara, LHD Experimental Group
  • Organizer: ICRP9/GEC68/SPP33
  • Place of Presentation: Hawaii Convention Center, USA
  • Year and Date: 2015-10-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] プラズマ・壁相互作用により発生したダスト堆積とプラズマ発光との相関 (2015)
  • Author(s): 片山龍, 古閑一憲, 山下大輔, Hyunwoong Seo, 板垣奈穂, 白谷正治, 芦川直子, 時谷政行, 増崎貴, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
  • Organizer: 平成27年度（第68回）電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • Place of Presentation: 福岡大学
  • Year and Date: 2015-09-26
• [Presentation] LHD内バイアス基板への長期ダスト堆積実験 (2014)
  • Author(s): 片山龍, 立石瑞樹, 古閑一憲, 山下大輔, 鎌滝晋礼, 徐鉉雄, 板垣奈穂, 白谷正治, 芦川直子, 時谷政行, 増崎貴, 西村清彦 相良明男, LHD実験グループ
  • Organizer: プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部 第18回支部大会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2014-12-20
• [Presentation] プラズマ・壁相互作用により発生したダストの容器壁堆積のその場検出 (2014)
  • Author(s): 立石瑞樹, 片山龍, 古閑一憲, 山下大輔, 鎌滝晋礼, 徐鉉雄, 板垣奈穂, 白谷正治, 芦川直子, 時谷政行 増崎貴, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
  • Organizer: プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部 第18回支部大会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2014-12-20
• [Presentation] 水素プラズマとグラファイト壁相互作用により発生したダストのその場測定 (2014)
  • Author(s): 立石瑞樹, 片山龍, 古閑一憲, 山下大輔, 鎌滝晋礼, 徐鉉雄, 板垣奈穂, 白谷正治, 芦川直子, 増崎貴, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
  • Organizer: Plasma Conference 2014
  • Place of Presentation: 朱鷹メッセ, 新潟
  • Year and Date: 2014-11-19
• [Presentation] 基板の光学特性に対するダスト堆積の影響 (2014)
  • Author(s): 片山龍, 立石瑞樹, 古閑一憲, 山下大輔, 鎌滝晋礼, 徐鉉雄, 板垣奈穂, 白谷正治, 芦川直子, 増崎貴, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
  • Organizer: Plasma Conference 2014
  • Place of Presentation: 朱鷹メッセ, 新潟
  • Year and Date: 2014-11-19
• [Presentation] Effects of Dust Deposition on Optical Characteristics of Mirrors Installed on First Wall in LHD (2014)
  • Author(s): R. Katayama, M. Tateishi, K. Koga, D. Yamashita, K. Kamataki, H. Seo, N. Itagaki, M. Shiratani, N. Ashikawa, S. Masuzaki, K. Nishimura, A. Sagara, LHD Experimental Group
  • Organizer: 15th Workshop on Fine Particle Plasmas
  • Place of Presentation: National Institute for Fusion Science, Toki
  • Year and Date: 2014-10-17
• [Presentation] Development of an in-situ Detection Method of Dust Particles Deposited on Vessel Wall Using Quartz Crystal Microbalances (2014)
  • Author(s): M. Tateishi, R. Katayama, K. Koga, D. Yamashita, K. Kamataki, H. Seo, N. Itagaki, M. Shiratani, N. Ashikawa, S. Masuzaki, K. Nishimura, A. Sagara, LHD Experimental Group
  • Organizer: 15th Workshop on Fine Particle Plasmas
  • Place of Presentation: National Institute for Fusion Science, Toki
  • Year and Date: 2014-10-16
• [Presentation] Dust collection with dc-biased substrates in large helical device (2014)
  • Author(s): M. Tateishi, K. Koga, D. Yamashita, K. Kamataki, H. Seo, N. Itagaki, M. Shiratani, N. Ashikawa, S. Masuzaki, K. Nishimura, A. Sagara, and the LHD Experimental Group
  • Organizer: 21th International Conference on Plasma Surface Interactions
  • Place of Presentation: Ishikawa Ongakudo, Kanazawa
  • Year and Date: 2014-05-27
• [Remarks] プラズマ工学研究室
  • URL: http://plasma.ed.kyushu-u.ac.jp/index.html
• [Remarks] プラズマ工学研究室
  • URL: http://plasma.ed.kyushu-u.ac.jp/