計測用中性粒子ビ-ムの衝突・放射過程の解明とそのプラズマ診断への応用

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03680012
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 尾田 年充 広島大学, 工学部, 教授 (60034550)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 多幾山 憲 広島大学, 工学部, 助教授 (40112180)
• Keywords: ビ-ムプロ-ブ / 衝突・放射過程 / プラズマ診断

Research Abstract

1。高温(水素)プラズマ中に入射するヘリウムの高速中性粒子ビ-ムの時間的・空間的進展のシミュレ-ションを行うために、関係する衝突過程の断面積等のデ-タの検索・収集を行った。
2。水素イオンにより励起、衝突移乗、荷電交換および電離等のレ-ト係数を電子温度とビ-ムエネルギ-の関数として計算できるコ-ドを作成した。
3。これらのレ-トを用いて、レ-ザ-による選択励起や電子衝突過程のほかに、水素イオンとの衝突過程を取り入れたHeビ-ムの衝突・輻射モデルを作成した。これはHeの主量子数n=6までの各準位の占有密度についてのレ-ト方程式を含んでいる。これを数値的に解くためにルンゲ・クッタ法を用いたFORTRANコ-ドを作成した。
3。電子密度10^<14>cm^<ー3>、電子温度1keV、小半径15cmのトカマクプラズマに、50keVのヘリウムの高速中性粒子ビ-ムを打ち込んだ場合を想定して、Heビ-ムの励起・電離過程を数値的に計算し、その振舞いを調べた。その結果、この様な高密度プラズマの中心部でもHe原子(基底状態)は半分以上生き残り、かつ初期密度が10^9cm^<ー3>程度の中性Heビ-ムを用意すれば十分な量の発光原子をプラズマ中心に供給できることが分かった。また、これに、レ-ザ-誘起蛍光法を適用できることも分かった。

Research Products

• [Publications] T.Oda: "Spectroscopic Diagnostics of Tokamak Plasma Heating by High power Microwave" Proc.5th Int.Sympo.LaserーAided Plasma Diagnostics,BadーHonnef,19ー23 Aug.,1991.168-173 (1991)
• [Publications] H.Sakai: "LaserーAided Measurement of Electric Field Distribution in a Hollow Cathode Discharge" J.Spectrosc.Soc.Japan. 40. 275-280 (1991)