高速トムソン散乱計測による過渡的プラズマ物理現象の解明（国際共同研究強化）

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15KK0245
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 安原 亮 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (30394290)
• Project Period (FY): 2016 – 2018
• Keywords: トムソン散乱計測 / バーストモードレーザー / 高時間分解能 / 高繰り返し

Outline of Annual Research Achievements

従来、数10ミリ秒間隔に限られていた測定時間スケールを100倍以上向上し、サブミリ秒以下を連続観測可能なトムソン散乱計測装置を用いて、プラズマの電子温度・電子密度の空間分布変化を観測する。そのために、世界トップレベルのプラズマ研究機関であるプリンストンプラズマ物理研究所（PPPL）及びウィスコンシン大学マディソン校（UW-Madison)とレーザー研究機関であるパリ国立高等化学学校との国際共同研究により高速トムソン散乱計測装置の高性能化を行う。開発したプラズマ計測装置を複数のプラズマ装置に展開していくことで、未開拓時間領域のプラズマ現象を体系的に理解することを目的とする。
今年度は、H29年10月から11月にパリ国立高等化学学校へ滞在し、G.Aka教授のもとで新規レーザー光源の開発研究を行った。その結果、中性粒子のレーザー計測への可能性を広げる、可視レーザー用結晶の光学特性の評価が完了した。
H30年1月から3月にかけてはPPPL及びUW-Madisonに滞在し、パルスバーストレーザーの開発とプラズマ電子温度計測・評価に用いるポリクロメータの開発を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度は、H29年10月から11月にパリ国立高等化学学校へ滞在し、G.Aka教授のもとで新規レーザー光源の開発研究を行った。その結果、中性粒子のレーザー計測への可能性を広げる、可視レーザー用結晶の光学特性の評価が完了した。
H30年1月から3月にかけてはPPPL及びUW-Madisonに滞在し、パルスバーストレーザーの開発とプラズマ電子温度計測・評価に用いるポリクロメータの開発を行った。
このよう、最終目標であるプラズマ電子温度・密度計測の本研究課題期限内での達成に向けて順調に計画が進展している。

Strategy for Future Research Activity

H30年度は、6月にパリ国立高等化学学校に滞在し、新規レーザー光源の開発を継続する。H30年10月にバーストレーザー技術を用いた高繰り返しトムソン計測システムを核融合科学研究所の大型ヘリカル装置（LHD）に導入し、H30年10月から予定されているプラズマ実験で過渡的なプラズマ現象の計測を行う。実験終了後H31年2月から3月にかけて、PPPL及びUW-Madisonに滞在し、実験結果の解析及び装置の改良についての検討を行う。

Research Products

• [Presentation] High-rep-rate Thomson scattering for LHD (2017)
  • Author(s): D.J. Den Hartog, M. T. Borchardt, D. J. Holly, O. Schmitz, R. Yasuhara, I. Yamada, H. Funaba, M. Osakabe, T. Morisaki
  • Organizer: APS DPP 2017, 2017-10-23 - 2017-10-27, Milwaukee, Wisconsin
  • Int'l Joint Research