2018 Fiscal Year Annual Research Report
Novel Development in the Fusion Plasma Diagnostics Using a Near-infrared Spectroscopy
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16K05631
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
門 信一郎 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (10300732)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 近赤外分光 / ヘリウム輝線強度比 / MAP-II / ヘリオトロンＪ / ホットスポット / 黒体輻射 / 絶対感度較正 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核融合を目指したプラズマ 診断法では可視光領域、あるい真空紫外領域スペクトル計測を用いることが通例であったが、本研究では、分光範囲を近赤外領域に拡張し、新たな可能性を開拓することを目的とした。具体的には、2014年に東京大学から筑波大学に移設した直線型の定常ダイバータ模擬装置MAP-II(Material and Plasma)、および京都大学のヘリカル型閉じ込め装置ヘリオトロンＪにおいて近赤外分光の適用を試みた。
最終年度である本年度において、MAP-II装置においては、放電制御回路の改修が完了し、移設後15Aの補助電源のみの運転に制限されていた放電電流を、主電源を並列化することにより移設前の最大電流値（30-45A）まで増大させることが可能となり、今後計測系の整備へと進む目処がたった。
ヘリオトロンＪにおいては、汎用性の高い小型の近赤外分光(898 - 2130 nm)を適用して前年度に観測された電子サイクロトロン共鳴加熱で生成される高エネルギー電子によると推定される真空容器壁のホットスポット形成に伴う黒体輻射のスペクトルを検証した。
連続スペクトルの計測でしばしば懸案となる可視領域の２次回折光の重畳は、本システムによる温度の推定には影響を与えないことが示された。一方、ホットスポットの発光で照らされた壁面を観測する場合、温度絶対値の精度の高い計測（例：系統誤差を数％程度に抑えたい等）には、壁面の分光反射率を評価しなければならないことが示された。分光反射率を考慮しない場合は、本研究の条件において絶対値に10%程度の系統誤差が生じている。
今後は、前年度までに得られた近赤外分光領域の輝線計測の適用可能性拡大や、分光器・検出器の最適化によって、プラズマの近赤外分光診断の新たな研究基盤の展開が期待できる。
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