モーショナルシュタルク効果計測光学系を利用したELMパルス伝搬機構の解明

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20760586
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 鈴木 隆博 Japan Atomic Energy Agency, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (60354594)
• Keywords: プラズマ・核融合 / Hモードプラズマ / ELMパルス / モーショナルシュタルク効果 / 密度揺動

Research Abstract

本研究課題では、核融合に必要な高閉じ込めモード(Hモード)プラズマにおいて観測されるプラズマの間欠的な放出(ELMパルス)のプラズマ外での伝搬を調べる。JT-60に設置されたモーショナルシュタルク効果(MSE)計測器は計測用ビームをプローブとし、信号光強度はプラズマ密度に比例する。このため、ELMパルスの伝搬をプラズマ密度の伝搬として測定できることが期待される。一方、MSE計測器はELMパルスによる光以外の背景光も観測するため、ELMパルスの伝搬を正確に測定するためにはこの背景光の除去が必須となる。本研究課題の開始にあたり、従来は高速で測定していなかった背景光を信号光同様に高速で収集する必要があった。このため500kHzサンプルの高速データ収集システムを購入しMSE計測器の背景光用検出器に接続すると共に、信号光めデータ収集・表示ソフトを作成した。データ収集システム導入後すみやかにJT-60実験においてHモードプラズマを対象として測定を行い以下の結果を得た(なお、JT-60実験は平成20年度で終了となった)。
1.計測用ビームを入射していない時は信号光用検出器には背景光のみが検出されることを利用して信号光用検出器と背景光用検出器の相対感度を較正した。
2.プラズマ表面から20cm程度以上離れた4つの空間位置では計測ビーム入射時でも信号光と背景光の信号は一致しており、背景光が空間的に一様な分布であり、ELMパルスによる密度変化は測定限界以下であることを示唆するデータを得た。
3.一方、プラズマ表面から20cm程度以内の3つの空間位置では信号光が背景光より優位に大きく、ELMパルスと考えられる発光を測定することができた。
今後、この3つの空間位置での発光の時間的な変化を解析し、ELMパルスの伝搬を明らかにする計画である。