2003 Fiscal Year Annual Research Report
高周波重水素プラズマ中での真空紫外分光法を用いた分子素過程の解明と負イオン生成
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14208049
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
福政 修 山口大学, 工学部, 教授 (20026321)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹入 康彦 山口大学, 核融合科学研究所・プラズマ加熱研究系, 助教授 (60179603)
崎山 智司 山口大学, 工学部, 助教授 (60162327)
内藤 裕志 山口大学, 工学部, 助教授 (10126881)
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| Keywords | NBI用負イオン源 / 体積生成 / 表面生成 / VUV放射スペクトル / H^- / D^-生成の同位体効果 / RF放電プラズマ / レーザ光脱離法 / 磁気フィルター |
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| Research Abstract |
1.直流放電による水素/重水素プラズマ中のH^-/D^-密度をレーザ光脱離法により測定し、磁気フィルターの磁場強度の変化によるプラズマパラメータ(特にneとTe)の空間分布制御とそれに対応したH^-/D^-密度の空間分布を測定した。引出し領域の負イオン密度はTeおよびne制御に大きく影響されることを確認した。また、プラズマ生成も含めて負イオン生成には水素および重水素プラズマによる同位体効果のあることを確認した。
2.既存の放電容器を用いて、RFプラズマの生成と制御について検討した。特に、磁気フィルター法とグリッド負バイアス法によるTe制御については、最適なメッシュサイズがプラズマに依存するが、グリッド法がTeをより低下させ得ることがわかった。
3.ダブルプラズマ型イオン源を用いて、水素/重水素放電プラズマ中のH^-/D^-生成へのアルゴン添加効果について真空紫外(VUV)分光測定と負イオン電流測定により比較検討した。水素または重水素ガス圧が2〜3mTorr以上の場合にはアルゴン添加による負イオン生成の増大は認められない。この時VUV強度は低下しており、負イオン生成にとって不可欠である振動励起分子生成がアルゴン添加により抑制されていることが予測される。
4.レーザ光照射による負イオンからの光脱離電子の挙動を粒子シミュレーションにより検討した。その結果、光脱離電子とそれを取り巻くバルク電子の振舞いには大きな違いがあるが、電子全体としての動きをみると、レーザ光照射により発生した電子の数密度は空間的にほとんど変化せず、レーザ光とプローブ法を組み合わせた負イオン計測の妥当性を示す結果を得た。
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[Publications] O.Fukumasa: "Isotope effect of H^-/D^- volume production in low-pressure H_2/D_2 Plasmas - measurement of VUV emissions and negative ion densities -"Contributions to Plasma Physics. (in press). (2003)
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[Publications] O.Fukumasa: "Isotope effect of H^-/D^- volume production in low-pressure H_2/D_2 Plasmas - measurement of VUV emissions and negative ion densities -"ICPIG XXVI International Conference on Phenomena in Ionized Gases. Vol.1. 13-14 (2003)
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[Publications] T.Fukuchi: "Modeling of negative ion transport in hydrogen ion source - analysis for velocity distribution of extracted H^- ions -"ICPIG XXVI International Conference on Phenomena in Ionized Gases. Vol.3. 123-124 (2003)
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[Publications] S.Mori: "Negative ion density distribution in a volume negative ion source - its dependence on plasma parameters -"IEEE The 30th International Conference on Plasma Science. 209 (2003)
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[Publications] Y.Tauchi: "Control of plasma parameters in RF negative ion sources"IEEE The 30th International Conference on Plasma Science. 210 (2003)
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[Publications] K.Fujioka: "Development of ECR negative ion sources - effects of argon addition of ECR plasmas -"IEEE The 30th International Conference on Plasma Science. 211 (2003)
