多チャンネル可視光検出器を用いた電磁流体過構造の解明

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10480096
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 安藤 晃 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90182998)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 服部 邦彦 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90261578) ; 犬竹 正明 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90023738)
• Keywords: 電磁流体 / プラズマ流 / 可視光検出器 / 渦 / トモグラフィー / アルフェン波

Research Abstract

本研究の目的は、空間的時間的に変動する高密度高ベータプラズマ中での電磁流体現象を観測するために多チャンネルの可視光検出器を製作し、プラズマ流中における渦構造の安定性やその内部構造の時間変化を発光強度分布から測定し、その物理機構および巨視的安定性を実験的に明らかにすることである。
本年度はプラズマ断面内の観測用検出器アレイのうち1方向分(13ch)の製作を行った。このシステムでは多層膜フィルターを観測窓前面に設置し、集光系およびファイバー列によって導かれた光強度を多チャンネルの光電子倍増管によって計測する。多層膜フィルターの種類を変えることにより種々の元素からでるスペクトル線を選択し、その強度の空間分布を得ることができる。
一方、測定対象となるプラズマを生成するために、電磁流体実験装置HITOPに高密度プラズマ源であるMPDを設置し、種々の磁場配位におけるプラズマ密度や流速及びその回転速度の計測を行った。さらにアルフェン波励起用ロゴスキーコイルを試作し、大振幅アルフェン波の励起実験を行った。m=0のシアーアルフェン波の励起、伝搬が確認され、プラズマ流速を考慮した分散関係と一致した結果が得られた。このロゴスキーコイルにループコイルを組み合わせたアンテナを試作し、大振幅電磁流体渦を直接プラズマ中で励起することを試みている。また現在、MPDアークジェット装置の内部に内蔵型コイルを設置した改良型MPD装置を用いて、内部に磁気構造を持った電磁流体渦の生成実験を開始している。今後、このような動的なプラズマ渦流の相互作用と時間発展を本計測システム及び既存の計測器を用いて観測し、高速度プラズマ流中での電磁流体渦の安定性などの物理過程を詳細に実験的に明らかにする。

Research Products

• [Publications] A.Ando: "Magnetic Channel Flow of High Density Plasmas in the HITOP Device" Proceedings of the International Conference on Plasma Physics. Vol.1. 51-54 (1998)
• [Publications] M.Yoshinuma: "Effects of Radial Potential-Profile Control on Low-Frequency Fluctuations in an ECR-Produced Plasma" J.Plasma Fusion Res.251. 254 (1998)
• [Publications] M.Yoshinuma: "Stabilization of Low-Frequency Fluctuations by Radial Potential-Profile Control in an ECR-Produced Plasma" Proceedings of the International Conference on Open Magnetic Systems for Plasma Confinement(OS98). (1998)
• [Publications] 服部邦彦: "HITOPプラズマを用いたマイクロ波反射計計測法の開発" 電気学会プラズマ研究会. EP-99-16. 11-16 (1999)