高速度軟X線カメラを用いたトーラスプラズマ周辺部のMHD不安定性の研究

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17360446
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 大舘 暁 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (00270489)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 東井 和夫 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (20093057) ; 榊原 悟 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (90280594) ; 武智 学 日本原子力機構, 核融合研究開発部門先進プラズマ研究開発ユニット, 研究員 (40370423)
• Keywords: MHD不安定性 / 画像計測 / 結晶光学

Research Abstract

プラズマの周辺部で励起されているMHD不安定性は、トロイダル性が強く現れるため、ポロイダル方向に非対称に局在化し、揺動の波長も短いと考えられている。またエネルギーの吐き出しを伴うような緩和現象がしばしばみられように非線形性が非常に高い。この周辺揺動を直接に可視化する高速度接線軟X線カメラを用いて、この種のプラズマ周辺部の揺動現象の空間構造を詳しく調べている。前年度に大型ヘリカル装置LHDに設置した、軟X線からVUV領域に感度のあるAXUVダイオードの測定から、比較的低温(数10eV程度)の領域の揺動の観測にはこの領域の測定が有用とわかったので、測定エネルギー領域を当初予定の領域より少し下げ、10eV〜500eV程度の領域の光を測定することにした。そのためこれまで使用してきた接線カメラでは測定エネルギー領域を下げて実験を行った。それと平行して、さらに低エネルギー用の新カメラの開発を進めた。従来のシステムを使った実験では不純物のネオンをパフすることで、プラズマ周辺部に存在するm/n=1/1モードの観測に成功し、緩和現象の直前でのプラズマの1方向への動きが検出できた。これは交換型不安定性による不安定性による緩和現象の特徴と考えられる。
新しいカメラとしてVUV-軟X線領域でのピンホールカメラと、x線反射望遠鏡の2通りのシステムを開発を進め、一部部品の較正を行なった。反射望遠鏡は鏡として多層膜反射鏡を用いる。可視光域での観測では、光学レンズやミラーなどの光学素子を使用して揺動測定の明るい計測器を作ることが可能だが、VUVから軟X線光の領域では、使用可能な光学素子で少なかったが、近年原子単位の成膜技術が進歩したため、特定の波長域での全反射ミラーが制作可能になった。X線顕微鏡に使われるシュヴァルツシルド光学系を逆向きに使うことで、有限距離の物体に対する光学系を構成可能で、今後反射鏡を使った明るい接線カメラシステムを構築していく予定である。

Research Products

• [Journal Article] Magnetic Islands Observed by a Fast-Framing Tangentially Viewing Soft X-ray Camera on LHD and textor (2006)
  • Author(s): S.Ohdachi, K.Toi, G.Fuchs, TEXTOR TEAM, LHD experimental Team
  • Journal Title: Plasma Science & Technology 8 Pages: 45
• [Journal Article] Observation of the low to high confinement transition in the large helical device (2005)
  • Author(s): K.Toi, S.Ohdachi, S.Yamamoto, S.Sakakibara, K.Narihara, K.Tanaka, S.Morita, T.Morisaki, M.Goto, S.Takagi, F.Watanabe, N.Nakajima, K.Y.Watanabe, K.Ida, K.Ikeda, S.Inagaki, O.Kaneko, K.Kawahata, A.Komori, S.Masuzaki, K.Matsuoka, J.Miyazawa, K.Nagaoka, Y.Nagayama, Y.Oka, M.Osakabe, N.Ohyabu, Y.Takeiri, T.Tokuzawa, K.Tsumori, H.Yamada, I.Yamada, K.Yoshinuma, LHD Experimental Group
  • Journal Title: Phys.Plasma 12 Pages: 020701
• [Journal Article] Formation of Edge Trasport Barriers by L-H transition and Large Reversed Plasma Current on LHD (2005)
  • Author(s): K.Toi, S.Ohdachi, F.Watanabe, K.Narihara, T.Morisaki, Gao Xiang, M.Goto, K.Ida, S.Masuzaki, K.Miyazawa, S.Morita, S.Sakakibara, K.tanaka, T.Tokuzawa, K.W, Watanabe, Yan Longwen, M.Yoshimura, LHD experimental Group
  • Journal Title: Plasma Science & Technology 8 Pages: 5
• [Journal Article] Effects of global MHD instability onoperational high beta-regime in LHD (2005)
  • Author(s): K.Y.Watanabe, S.Sakakibara, Y.Narushima, H.Funaba, K.Narihara, K.Tanaka, T.Yamaguchi, K.Toi, S.Ohdachi, O.Kaneko, H.Yamada, Y.Suzuki, W.A.Cooper, S.Murakami, N.Nakajima, I.Yamada, K.Kawahata, T.Tokuzawa, A.Komori, LHD experimental group
  • Journal Title: Nucl.Fusion 45 Pages: 1247
• [Journal Article] Observation of Internal Structure of Edge MHD Modesin High Beta Plasmas on the Large Helical Device (2005)
  • Author(s): WATANABE Fumitake, OHDACHI Satoshi, TAKAGI Shohji, TOI Kazuo, SAKAKIBARA Satoru, WATANABE Kiyomasa, MORITA Shigeru
  • Journal Title: J.Plasma Fusion Res. 81 Pages: 967