超高熱流束プラズマ実現によるダイバ-タ模擬実験研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01420044
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 高村 秀一 名古屋大学, 工学部, 教授 (40023254)
• Keywords: 核融合 / 周辺プラズマ / ダイバ-タ / プラズマ・壁・相互作用 / プラズマ対向壁 / シ-ス / 高熱流

Research Abstract

本研究の目標は、1.高速掃引プロ-ブ計測システムの完成、2.高熱流プラズマ生成の実証、3.ダイバ-タ・プラズマと対向壁の境界に形成されるシ-スの電圧降下の実験的解明の三点にある。
1.高熱流プラズマの熱負荷に耐える、高速掃引プロ-ブ計測システムの完成は大きな成果である。掃引距離は20cm、掃引時間は往復0.8秒程度、掃引開始点位置は真空を保ったまま水平方向に15cm、鉛直方向に10cm移動させることができる。高速ファイバ・マ-クセンサによって位置を検出し、2mm毎にプロ-ブの電圧・電流特性を得ることができる。6×10^<19>m^<-3>までの高密度プラズマが得られる核融合科学研究所TPーD装置においてテストされた結果、プロ-ブにまったく熱的損傷なく計測できることが確認された。
2.4分割段差付き大面積LaB_6ディスク(直径14cm)を用いた傍熱型熱陰極を確立し、100Aに及ぶ定常大電流放電を安定に行うことが可能となった。これにより上記計測システムを用い電子温度〜10eV、プラズマ口径12cmに及ぶ太い高熱流プラズマ(密度〜5×10^<18>m^<-3>)の生成が実証された。
3.対向壁表面におけるシ-ス形成については2電子温度プラズマに対して理論解析を完成した。高繰り返しトカマク装置により高温、低温2成分電子温度プラズマを巧みに生成し、シ-ス電圧を計測する実験系を完成させ、2次電子放出比の大きな金においてはシ-ス電圧の上昇が抑えられること、一方炭素、W,Moではその抑制効果が小さいことを実証した。しかし表面状態が微妙に変化することも見い出した。

Research Products

• [Publications] S.Masuzaki: "Compact and Powerful Plasma Generator" Japanese Journal of Applied Physics. 29. 2835-2836 (1990)
• [Publications] K.Shiraishi: "Sheath Formation in SOl Plasma with Energetic Electrons" Journal of Nuclear Materials. 176&177. 251-255 (1990)
• [Publications] 高村 秀一: "熱核融合実験炉における諸問題" 放電研究. 133. 88-98 (1991)
• [Publications] S.Takamura: "Bifurcation Phenomena in an Emissive PlateーSimulated Divertor Plasma System" 10th Int.Conf.on Plasma Surface Interactions in Controlled Fusion Devices,Monterey,1992.
• [Publications] K.Shiraishi: "Sheath Formation on Carbon and Refractory Metals in a Plasma with Energetic Electrons" 10th Int.Conf.on Plasma Surface Interactions in Controlled Fusion Devices,Monterey,1992.
• [Publications] 増崎 貴: "高熱流プラズマの生成と高速掃引プロ-ブシステムによるその計測" 電気学会論文誌.