2000 Fiscal Year Annual Research Report
イオン温度・電子温度・ビーム成分の空間分布構造同時計測用半導体検出器開発と実用化
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12558048
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
長 照二 筑波大学, 物理学系, 教授 (80171958)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中嶋 洋輔 筑波大学, 物理学系・プラズマ研究センター, 講師 (00188939)
近藤 真史 (平田 真史) 筑波大学, 物理学系・プラズマ研究センター, 講師 (70222247)
小波蔵 純子 筑波大学, 物理学系・プラズマ研究センター, 助手 (60302345)
前澤 秀樹 高エネルギー加速器研究機構, 放射光実験施設, 教授 (40150015)
吉川 正志 筑波大学, 物理学系, 講師 (00272138)
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| Keywords | イオン温度計測 / 電子温度計測 / イオン・電子温度同時計測 / 半導体計測器 / 荷電交換中性粒子計測 / X線計測 / プラズマX線 / プラズマ計測 |
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| Research Abstract |
「イオン温度・電子温度・イオンビーム・電子ビーム成分の空間分布構造同時計測・撮像用新型半導体検出器の開発と実用化」の為の新開発半導体検出素子の設計・製作を行った。
(1)まず、新理論を用いた新開発半導体素子の設計・特性計算を行った。即ち、斯界で未だ先例の無い、小型半導体素子に拠る「イオン温度・イオンビーム空間分布構造計測・撮像用」荷電交換中性粒子(CX)新計測法実用化の為、米国応用物理学会誌等に発表した、新アイデアの原理実証実験実績・確立した新シミュレーション手法に拠り、新型半導体素子を設計した。一方で、イオンと同時に「電子温度・電子ビーム空間分布構造同時計測・撮像」の為、新型半導体素子のX線計測感度への最適化を行うべく、新計測素子のCXとX線の感度差異の計算を、我々が提唱し実証された「半導体検出器新感度理論」を用いて行い、本新型小型半導体素子の設計を行った。(2)以上の新開発半導体素子の設計・特性計算に基づき、従来は計測できなかった低粒子エネルギー域にも著しく高感度を持つ新方式の新開発半導体検出素子を、我々の特許技術により作成する事に先立つ、最終デザイン決定の為の、最適素子の試作・開発試験を行った。
次に、作成した新開発半導体検出素子の感度特性試験を行った。即ち、(3)荷電交換中性粒子・イオンに対する、イオンビームを用いた特性確認試験を行った。これは、荷電交換粒子エネルギー分析器較正用に設計・製作した、筑波大既設のイオン・ビーム・ラインで新開発半導体検出素子の感度試験を行った。(4)X線に対する、シンクロトロン放射光を用いた特性確認試験を、高エネルギー加速器研究機構の放射光施設で実施した。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] T.Cho: "Summarized Scaling Laws of Potential Confined Plasmas in the GAMMA 10 Tandem Mirror"Transactions of Fusion Technology. 39. 33-40 (2001)
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[Publications] M.Hirata: "Development of Novel Ion-Energy Spectrometer Using a Semiconductor Detector Collector Under a Circumstance of Simultaneously Incident Ions and Electrons with X rays"Transactions of Fusion Technology. 39. 281-284 (2001)
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[Publications] J.Kohagura: "Characterization of X-Ray-Energy Responses of Semiconductor Detectors After Fusion Produced Neutron Exposure"Transactions of Fusion Technology. 39. 159-162 (2001)
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[Publications] T.Numakura: "Simultaneous Measurements of Spatial Profiles of Ion and Electron Temperatures Using a Semiconductor Detector Array"Transactions of Fusion Technology. 39. 277-280 (2001)
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[Publications] J.Kohagura: "Investigation of X-ray-Energy Responses of Semiconductor Detectors under Deuterium-Tritium Fusion-Produced Neutron Irradiation"Review of Scientific Instruments. 72. 805-808 (2001)
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[Publications] R.Minami: "Simultaneous Observations of Temporally and Spatially Resolved Electron Temperatures of Both Circular Central-Cell and Elliptical Anchor Region Plasmas in GAMMA 10"Review of Scientific Instruments. 72. 1193-1196 (2001)
