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

2002 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, 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/密度揺動計測のためにマイクロ波反射計測の開発を進めている。LHDプラズマのように複雑な磁場構造を持つ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。プラズマ中に存在する正常波および異常波の反射層と真空容器対向壁面である。この複雑な状況下における反射波構造を理解するために、1ns短パルスレーダー型の反射計を開発して来た。これまでに、多チャンネル化を行い、空間構造の計測が可能となっている。因り詳細な空間情報を得るために超短パルスを用いたマイクロ波反射計の開発を進めた。本年度に得られた結果を以下に記す。
1、マイクロ波入射及び受信用導波路に取り付けた偏波面回転器をもちいて、LHDの長時間放電において連続的に偏波面を回転させて、反射波の信号強度がモードによって変化することが確認出来た。
2、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している。
3、超短パルスをもちいて広帯域の周波数成分を持つマイクロ波を生成するための変換システムを開発し、Rバンド導波管により周波数領域24-40GHzのマイクロ波を生成することができた。テストベンチでの計測性能の確認の後、LHD装置に取り付け初期的なデータの収得を行った。

Research Products

• [Publications] T.Tokuzawa, K.Kawahata, K.Tanaka, T.Kaneba, A.Ejiri, LHD Exp.G.: "X-mode Pulsed Radar Reflectometer for Density Fluctuation Measurements on LHD"Review of Scientific Instruments. 74・3. 1506-1509 (2003)