ビ-ム入射による小角度散乱を用いたFRCプラズマのエネルギ-スペクトルの測定

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02452274
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 上田 良夫 大阪大学, 工学部, 助手 (30193816)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉本 敏司 大阪大学, 工学部, 助手 (70187665) ; 伊藤 慶文 大阪大学, 工学部, 助教授 (00127185) ; 後藤 誠一 大阪大学, 工学部, 教授 (90029140)
• Keywords: 反転磁場配位プラズマ / 高速中性ビ-ム入射 / 小角度弾性散乱 / 高分解エネルギ-アナライザ-

Research Abstract

入射高速中性ビ-ムの小角度弾性散乱実験が、FlX装置保持部中央において移送された反転磁場配位(FRC)プラズマ(密度n〜5×10^<13>cm^<ー3>、温度(TetTi)〜100eV)を対象に行われた。使用した入射ビ-ム種はヘリウム、ビ-ムエネルギ-は10keVである。対象とするFRCプラズマ(重水素)のイオン温度Tiは約50eVであり、期待される散乱ビ-ムのスペクトル拡がりの半値全巾は散乱角が5°の場合〜290eV程度である。高エネルギ-分解可能な粒子計測器として、粒子検出部にマイクロチャンネルプレ-ト(MCP)を有する磁場偏向型の多チャンネルエネルギ-アナライザ-を設計・製作した。エネルギ-アナライザ-の分解能はストリッピングセル前方に設置した2個のアパ-チャ-の径により可変であり、散乱実験での測定可能な受信信号強度により実験時の設定分解能が決められた。イオン源より測定部に流入したヘリウムガスによる弾性散乱を極力抑えるため、Bucket型イオン源の引き出し電極部及びプラズマ容器入射部にアパ-チャ-を設置し、且つア-ク放電用ガス導入よりビ-ム引き出しの時間間隔を可能なだけ短くする等の対策の後、プラズマイオンによる入射ヘリウムビ-ムの散乱スペクトルを得た。散乱信号の時間的変化がFRCプラズマの密度変化と良い一致を示し、散乱角1°から5°まで変え1°増すごとに散乱強度が一桁減少することが実験的に確認された。エネルギ-分解能を犠性にしたため、得られた散乱ビ-ムのエネルギ-スペクトルはアナライザ-の装置関数で決まり、本実験ではプラズマのイオン温度計測までには至らなかった。