2009 Fiscal Year Annual Research Report
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16082208
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
森下 一男 (川端 一男) National Institute for Fusion Science, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60109353)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 謙治 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 准教授 (50260047)
秋山 毅志 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教 (80370138)
岡島 茂樹 中部大学, 工学部, 教授 (90113084)
中山 和也 中部大学, 工学部, 講師 (40434584)
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| Keywords | 核燃焼プラズマ / レーザー計測 / 干渉計測 / 偏光計測 / 電流分布 / 電子密度分布 |
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| Research Abstract |
核燃焼プラズマの電子密度及びプラズマ内部磁場分布計測のために、遠赤外レーザーによる干渉・偏光計測法の開発を進めている。今年度の主要研究成果を以下に記載する。
1)ITER等の大型核融合実験装置プラズマ計測用に開発している波長57.2μmと47.6μmの2波長同時発振型レーザーを用いた計測システムの開発を進めた。長時間に渡り安定した計測を確保するために、レーザー共振器長制御装置を開発し、共振器駆動用ステッピングモーターと接続した。制御パラメータの最適化を行うことで、ビート周波数の変動を10kHz以内に制御することが可能となった。これにより、長時間安定した高精度計測実現への見通しをつけることが出来た。2)長さ9m、内径24φのアクリルパイプを用いた誘電体伝送路試験を実施し、十分な伝送効率と光軸の安定性を確認した。レーザー光の屈折効果による伝送性能への影響を調べ、ITERで予想されている屈折角度では伝送特性に大きな影響を与えないことを確認した。3)実環境下での光学配置を模擬し、偏光計測への影響を調べた。プラズマによる屈折効果や光学素子の機械振動による光軸変位の分解能への影響を調べた。光軸に平行方向の機械振動に対しては、偏光角は全く変化せず、PEMへの光軸の入射角が変化する場合でもITERでの偏光角分解能要求値以下しか変動しないことを確かめた。2波長干渉・偏光計測においては、57μmと48μmの波長を検出器前で分離する必要がある。そのため、ファブリペロー干渉フィルタにより波長分離を行い、単一波長での測定の場合と比較した。単一発振波長での分解能0.006度(時定数1ms)に対し、2波長発振でフィルタを使った場合、0.012度まで劣化したが、ITERの角度分解能目標値0.05度に対して十分な裕度が得られた。偏光計測では、ITERの計測仕様を満足する計測性能が達成された。
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