正常波/異常波分離型マイクロ波反射計の開発と大型ヘリカル装置への応用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12480126
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 森下 一男 (川端 一男) 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60109353)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長山 好夫 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (10126138) ; 田中 謙治 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (50260047) ; 徳沢 季彦 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (90311208)
• Keywords: マイクロ波 / 反射計 / 正常波 / 異常波 / カットオフ層

Research Abstract

LHDプラズマの密度分布/揺動計測のためにマイクロ波反射計測を開発してきた。LHDプラズマのように磁気シャーの大きな装置におけるマイクロ波反射計測では、一般に3つの反射面が存在する。プラズマ中の正常波/異常波反射層と真空対向壁面である。この状況を理解するために、1ns短パルスレーダー型の反射計を適用しており、昨年度よりもより詳細な空間情報を得るために異なる周波数帯のチャンネルを追加した。得られた結果を以下に記す。
1、マイクロ波の入射パルス信号強度を増加させることによって、4チャンネルのショートパルスの同時入射、及び同時計測に成功した。また偏波面を回転させることによって、正常波/異常波を選択的に計測することが可能であり、LHDの長時間放電において連続的に偏波面を回転させて、反射波のモードの変化を計測できた。ただし信号強度変化を定量的に評価するためには、パルス信号を直接波高計測する必要がある。
2、入射マイクロ波の波面は、プラズマ周辺部の磁力線の傾きによって決まるモードに合わせることにより、正常波及び異常波を選択して計測することができる。
3、正常波を用いたプラズマからの反射波の時間変化(カットオフ層が現われる時間など)は、遠赤外レーザー干渉計によって測定された密度分布の時間変化と一致している。また反射計から求めたプラズマ周辺部の密度分布は干渉計によって測定された分布と一致するが、反射面の密度スケール長が長い領域では密度分布がよく一致しない結果となっており、その理由について検討中である。
4、異常波を用いた反射計測では、スタティックな磁気島周辺に局在した揺動を計測することができた。今後より詳細な計測を行うためにシステムを多チャンネル化するとともに理論モデルとの整合をはかり、この現象の物理について検討を行う。

Research Products

• [Publications] T.Tokuzawa, K.Kawahata, K.Tanaka, R.O Pavlichenko, A.Ejiri, LHD exp.G.: "Pulsed Radar Reflectometer for Density Profile and Fluctuation Measurements of Large Helical Device"Proc. 28^th EPS Conference on Contr. Fusion and Plasma Physics. 25A,. 413-416 (2001)