2005 Fiscal Year Annual Research Report
長時間プラズマ・壁相互作用時の水素リサイクリングに関する研究
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16560724
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
坂本 瑞樹 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (30235189)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
図子 秀樹 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (20127096)
吉田 直亮 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (00127317)
徳永 和俊 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (40227583)
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| Keywords | プラズマ / プラズマ・壁相互作用 / 壁排気 / 長時間放電 / 共堆積 |
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| Research Abstract |
核融合炉に要求される長時間定常運転の実現のためには、長時間プラズマ・壁作用時の水素リサイクリングの理解が重要である。本研究の一環として、長時間プラズマ維持が可能な超伝導トカマクTRIAM-1Mを用いて様々な空間スケールでの水素リサイクリングに関する現象について研究を行った。
1.長時間放電時のHα線強度のトロイダル方向空間分布の密度依存性を取得し、リミター等のリサイクリング粒子源からの中性粒子減少の特長的長さは線平均電子密度の-0.2乗の依存性でゆっくりと減少することを明らかにした。その結果を中性粒子輸送コードDEGASを用いたシミュレーションにより解析し、スクレイプオラ層及びプラズマ周辺部での中性粒子の輸送がHα線強度の空間分布形成に重要であることを明らかにした。
2.高密度長時間放電における材料プローブを用いた共堆積層中の水素保持量の定量評価を行い、共堆積層中に保持される水素量が真空容器内の粒子バランスから評価されるプラズマ対向壁のグローバルは壁排気量とよく一致することを明らかにした。
3.これまでに開発してきたレーザー光の干渉の原理に基づく実時間膜厚計測器を用いてプラズマ計測用窓上の堆積層の厚さ計測を行い、長時間放電中のプラズマ対向面への堆積層の成長率の定量評価を行った。壁の損耗・再堆積はプラズマのパラメータに依存し、密度が0.1×10^<19>m^<-3>から1×10^<19>m^<-3>の範囲において堆積層の成長率は-2×10^<-3>nm/s to 2×10^<-3>nm/sのレンジであることを明らかにした。(ここでマイナスは損耗、プラスは再堆積を表す。)また、酸素不純物が壁の損耗に重要な役割を果たすことが明らかとなってきている。
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