2006 Fiscal Year Annual Research Report
核燃焼トカマク実験用イメージング・ボロメータの開発
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16560729
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
木島 滋 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (80354588)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
PETERSON B J 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合科学研究所・大型ヘリカル研究部, 助教授 (00280595)
芦川 直子 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合科学研究所・大型ヘリカル研究部, 助手 (00353441)
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| Keywords | イメージング・ボロメータ / 放射損失計測 / 赤外線測定 / JT-60Uトカマク / 抵抗型ボロメータ / 核燃焼プラズマ / ITER / トモグラフィー解析 |
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| Research Abstract |
前年度に行なったイメージング・ボロメータの感度試験データを有限要素法によるモデル温度分布を用いて解析した。レーザー入射の輝点の温度分布から得た薄膜の厚さと熱伝導率の積は理論値とほぼ一致したが、減衰時間から求めた熱拡散係数は約0.75cm^2/sと理論値の約60%に止まった。主な原因は表面に施した黒化処理の炭素皮膜によると考えられるがさらに詳しい検討が必要である。
上で得た代表点での較正値が膜全面にわたって均一であると仮定して、イメージング・ボロメータによるJT-60U二次元放射分布データの初期解析を試みた。20MWの加熱実験でのダイバータの放射パワーは約1MWm^<-2>となった。この時抵抗型ボロメータの結果は、内側ダイバータに2MWm^<-2>の鋭いピークをもつが他の領域は0.5MWm^<-2>程度と小さい。空間分解能の違いを考慮に入れると両者の結果に矛盾はない。また放電途中に鉄不純物が混入して抵抗型ボロメータがコアプラズマ中心部に0.3〜0.4MWm^<-2>の非常に強い放射を示す場合、イメージング・ボロメータでもコアの広い範囲で0.4MWm^<-2>台とほぼ同じ放射パワーを得た(プラズマ壁相互作用国際会議に発表)。
イメージング・ボロメータで得られる2次元放射損失像は、3次元に配置された視線に沿う線積分値の分布データである。192チャンネル分のボロメータ・ピクセルに対する視線積分値(応答行列)を求め、逆行列演算によって軸対称の仮定の下でトモグラフィー解析を行なった。アルゴリズムにまだ改良の余地があるが、上記の鉄不純物がコアプラズマに混入したケースについて中心部の放射上昇を示す再構成像を得た(第16回土岐国際会議に発表)。
その他、より高感度の赤外カメラと遠隔赤外光学系を組み合わせて分解能改善を図る改造案を検討した。今後JT-60SAやITERなどで不可欠となる技術である。
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