1999 Fiscal Year Annual Research Report
トレーサー内蔵ペレットを用いたプラズマ粒子輸送の新高精度計測
| Project/Area Number |
10480109
|
|---|
| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
|---|
Principal Investigator |
須藤 滋 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (50142302)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾崎 哲 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (50183033)
近藤 克己 京都大学, 大学院・エネルギー科学研究科, 教授 (30026314)
松岡 啓介 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (70023736)
|
|---|
| Keywords | 粒子輸送計測 / 計測ペレット / トレーサー粒子 / LHDプラズマ / TESPEL / 粒子拡散係数 |
|---|
| Research Abstract |
トレーサー内蔵固体ペレット(TESPEL)を用いた計測法の基本概念はプラズマ中で局所的にトレーサー粒子をデポジットし、輸送特性を局所的に計測することである。光電子増倍管と光学フィルター(Hα、Li I、Li II)の組み合わせによりCHSにおいて計測したデポジション特性について、直径が220から300μmのTESPELを用いた時のトレーサー粒子のデポジション位置とデポジションの幅の実験データとプラズマ密度、温度などから計算したそれらの値との比較をした結果、用いたアブレーションモデルは実験結果と近いことが判明した。また、デポジションの幅はプラズマ半径の12%以下におさまっており、局所性は充分実現している。
LiイオンのCXRSライン光として波長449.9nm(LiIII)を観測し、Li^<+3>の密度は明確に拡散特性を持っていることが分かったので、拡散係数Dを求めることができる。得られた拡散係数Dの絶対値は0.025m^2/sから0.17m^2/sの間に渡っている。また、Dの値は電子温度にともなって上昇している。これは経験的スケーリングと傾向が合っている。同一ショットで得られたDのプラズマ半径方向の依存性を見ると、外側にいくほど急激に上昇し、空間依存性についての初期データも得られた。
LHDにおいてもTESPEL入射実験を開始した。500μmの直径のTESPELを用いて入射実験を行ったところ、ペレット侵入長はr/a=0.7程度であり、アブレーションのモデル計算ともほぼ合致する。トレーサー粒子の局所デポジションについてもCHSの場合と同様に実証できた。トレーサー粒子の振る舞いについては低密度プラズマの場合には観測できており、再結合光の減衰時間は粒子閉じ込め時間程度であった。今後システマティックな実験研究を行える見通しができた。
|
