1996 Fiscal Year Annual Research Report
ダイバータ域での粒子挙動の解明のためのレーザー計測法の開発
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08458111
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
村岡 克紀 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (80038546)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
MARK Bowden 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (10260720)
梶原 寿了 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (00185779)
内野 喜一郎 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (10160285)
岡田 龍雄 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 教授 (90127994)
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| Keywords | ダイバータプラズマ / レーザー計測法 / トムソン散乱 / 二光子レーザー蛍光法 / 水素原子 / レーリー散乱 / ラマン散乱 / 粒子挙動 |
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| Research Abstract |
ダイバータ域での電離フロント位置や放射強度分布などの巨視的視的挙動との相関を明らかにすることが必要である。本研究では,レーザー計測法を駆使して,ダイバータ域の各種粒子の微視的挙動を明らかにする研究を遂行する。具体的には,トムソン散乱,二光子レーザー蛍光法,レーリーおよびラマン散乱法の適用領域と限界を明らかにする研究を進め,以下の成果を得た。
(3) トムソン散乱について
既存のレーザー装置およびプラズマ装置を用いて,既存装置での計測限界を明らかにする研究を進めた。プラズマ源としては,既設の電子サイクロトロン共鳴(ECR),二電極式高周波(RF),高周波誘導(RFI),磁気中性線放電(NLD)プラズマを用い,作動ガスとして,水素,ヘリウム,各種ガスを単独または混合して用いた。
その結果,トムソン散乱による電子密度の検出下限を長時間データ蓄積により5×10^<16>m^<-3>という,従来得られていない値まで下げることができた。また,この手法を用いて長時間放電トカマクTRIAM-1Mへの適用を考察し,既存の光学系で10^<18>m^<-3>までの測定が可能なことを示した。平成9年度に実験を実施する。
(4) 二光子レーザー蛍光法について
各種励起法の優劣を実験的および理論的に考察し,ダイバータ域の水素原子については,205nmおよび198nmと218nmを同時励起に利用するのが最適であることを示した。
(5) レーリーおよびラマン散乱法について
レーリー,およびラマン散乱の検出限界について実験的に調べた。気体によって検出下限は異なるが,窒素ガスでは典型的な配置でプラズマ背景光がない状態では,前者は10^<19>m^<-3>,後者は10^<22>m^<-3>であることを示した。プラズマ条件下での研究は平成9年度に進める。
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Research Products
(4 results)
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[Publications] T.Hori,M.D.Bowden.K.Uchino,K.Muraoka and M.Maeda: "Measurements of electron temperature,electron density,and neutral density in a radio-frequency inductively coupled plasma" Journal of Vacuum Science & Technology A. Vol.14 No.1. 144-151 (1996)
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[Publications] K.Miyazaki,T.Kajiwara,K.Uchino,K.Muraoka,T.Okada and M.Maeda: "Laser-induced dissociation of molecules during measurements of hydrogen atoms in processing plasmas using two-photon laser-induced fluorescence" Journal of Vacuum Science & Technology A. Vol.14 No.1. 125-131 (1996)
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[Publications] T.Sakoda,H.Iwamiya,K.Uchino,K.Muraoka,M.Itoh and T.Uchida: "Electron Temperature and Density Profiles in a Neutral Loop Discharge Plasma" Japanese Journal of Applied Physics. Vol.36 No.1A/B. 67-69 (1997)
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[Publications] P.E.Stott(ed): "Diagnostics for Experimental Thermonuclear Fusion Reactors" Plenum Press, 331-340 (1996)
