2000 Fiscal Year Annual Research Report
放電型核融合中性子源内における電界分布の分光的時間・空間計測
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12480124
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
吉川 潔 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (00027145)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
多幾山 憲 広島大学, 工学部, 教授 (40112180)
山本 靖 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教授 (50158309)
大西 正視 関西大学, 工学部, 教授 (80089119)
増田 開 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助手 (80303907)
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| Keywords | 放電型核融合中性子源 / 慣性静電閉じこめ核融合 / レーザ誘起蛍光法 / シュタルク効果 / 電界分布の分光的時間・空間計測 |
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| Research Abstract |
空間分解能を高めたレーザ誘起蛍光法による高精緻電界計測を行うため、256×256pixelを持つ7mm角のCCDを分光器に取り付け、更に、円形断面のレーザー光を直線シート状に変換する装置を導入した。一方この装置による高空間分解能計測を行うためには、対象とする空間には幅広い電界強度範囲が存在すると考えられるでシュタルク効果を利用した当該レーザ誘起蛍光法を有効に駆使できる方法を構築しておくことが必須要件となる。
従来のレーザ誘起蛍光法では、He Iにおいてn=3(3^1D→2^1P,667.8nm)遷移によるレーザ誘起蛍光を測定してきたが、この場合観測可能な電界強度範囲は0.5-5kV/cmと比較的大きく、かつレーザー禁制線励起効率も十分でない。そのため、理論的に一桁ほど高いレーザー禁制線励起効率をもち、かつ電界強度範囲が0.05-0.5kV/cmと一桁低い電界計測が可能な、n=4(4^1D→2^1P,492.2nm)遷移によるレーザ誘起蛍光計測法を採用し、空間的な電界分布が既知のU型ホロー陰極放電(ステンレス製、対向電極間隔10mm)を用いた。その結果、n=3の場合の1ショット(パルス幅約50ns)あたりの8mJから、n=4の場合は約半分の4mJにレーザーパワーは減少した。
以上のことを考慮して、U型ホロー陰極での放電による電界計測をn=4用レーザー光を用いてレーザ誘起蛍光法により行った。その結果、両陰極中心部の比較的電界の弱いところでは0.1kV/cm程度まで精度良く計測できるが、陰極近傍の強電界領域では、あまりにもn=4では敏感すぎ、偏向度が飽和傾向を示すため精度良く電界を計算することは困難であることが判明した。ただ、最終的な観測対象である放電型核融合中性子源内では電界分布は比較的小さい値をとると考えられるので、今回適用したn=4を用いたレーザ誘起蛍光法は有効であると考えられ、至急に検証する予定である。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] K.Yoshikawa,K.Takiyama,K.Masuda,H.Toku,T.Koyama,K.Taruya,H.Hashimoto,Y.Yamamoto,M.Ohnishi,H.Horiike,N.Inoue: "Strongly Localized Potential Profile Measurements through Stark Effects in the Central Core Region of an Inertial-Electrostatic Fusion Device"Fusion Technology, May issue. (in press). (2001)
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[Publications] K.Masuda,K.Taruya,T.Koyama,H.Hashimoto,K.Yoshikawa,H.Toku,Y.Yamamoto,M.Ohnishi,H.Horiike,and N.Inoue: "Performance Characteristics of the Inertial-Electrostatic Confinement Fusion (IECF) Device with a Triple-Grid System"Fusion Technology, May issue. (in press). (2001)
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[Publications] M.Ohnishi,H.Osawa,K.Yoshikawa,K.Masuda: "PIC Simulation of Inertial Electrostatic Confinement Fusion Plasma"Fusion Technology, May issue. (in press). (2001)
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[Publications] K.Yoshikawa,K.Takiyama,K.Masuda,H.Toku,T.Koyama,K.Taruya,H.Hashimoto,A.Nagabuchi,T.Mizutani,Y.Yamamoto,M.Ohnishi,H.Horiike,N.Inoue: "Measurements of Plasma Core Properties in an Inertial-Electrostatic Confinement Fusion Device"Proceedings for 14th Topical Meeting on the Technology of Fusion Energy. (in press). (2001)
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[Publications] K.Masuda,K.Taruya,T.Koyama,H.Hashimoto,K.Yoshikawa,H.Toku,Y.Yamamoto,M.Ohnishi,H.Horiike,N.Inoue: "Identification of D-D Fusion Reaction by Simultaneous Neutron and Proton Measurements in an Inertial Electrostatic Confinement Fusion Device"Proceedings for 14th Topical Meeting on the Technology of Fusion Energy. (in press). (2001)
