2009 Fiscal Year Annual Research Report
高出力マイクロ波光源を用いた協同トムソン散乱による高速イオン計測手法の開発
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21360455
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
田中 謙治 National Institute for Fusion Science, 大型ヘリカル研究部, 准教授 (50260047)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村岡 克紀 中部大学, 工学部, 教授 (80038546)
森下 一男 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60109353)
久保 伸 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (80170025)
下妻 隆 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 准教授 (80270487)
西浦 正樹 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教 (60360616)
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| Keywords | 協同トムソン散乱 / 高速イオン / ジャイラトロン / LHD |
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| Research Abstract |
本研究では新しい高速イオンを空間分解良く高精度で計測する手法として高出力マイクロ波光源を用いた協同トムソン散乱による計測手法の開発を進めている。本研究は3年間の計画のうち最初の2年間で計測システムを完了し最終年度で物理データを取得することを目指す。高速イオンの温度、密度の局所計測手法の確立を第一の目的とし、付随して計測されるバルクイオンの計測もターゲットとする。平成21年度は32チャンネルの初期システムを立ち上げスペクトルの全体像を計測して次年度以降の本格システムの設計データを蓄積した。核融合科学研究所の大型ヘリカル装置(LHD)において加熱用の77GHz,1MWジャイラトロンを入射し、入射ジャイラトロンの周波数に対して+-3GHz程度の周波数広がりを持つ散乱信号を取得した。バルクイオンを反映する周波数の低い成分(^-+-0.6GHz)はイオン温度の増加に伴い、スペクトル幅が広がる傾向を観測し、イオン温度の上昇と定性的な一致を示した。一方、高速イオンの反映する高周波成分(+-0.6^-+-3GHz)は信号は小さいがジャイラトロンを周期変調することにより有意な信号を取得することができた。また、これら高周波成分はNBIの入射パワーをON-OFFした場合、パワーの変化に応じて信号強度が変化しており、定性的に計測信号が高速イオン成分を反映していることを観測した。バルクのイオン温度、高速イオンの密度を定量的に評価するために液体窒素で感度較正を行った。しかしながら、現状の較正値を用いたバルクイオン温度および高速イオン密度の定量的評価は評価エラーが大きく、他計測とのクロスチェックに至っていない。平成22年度はバルクイオンを計測する低周波成分についてはチャンネルを増設すること、および高速デジタルオシロスコープにより連側的なスペクトルを計測しバルクイオンの計測精度の向上を目指す。一方、高速イオン密度を反映する高周波成分は背景ノイズの影響を定量的に評価するために散乱体積をゼロから最大までスキャンできるシステムに改造し、この領域においても散乱信号を局所的に計測できていることを確認する。
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Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Collective Thomson Scattering Study using Gyrotron in LHD2010
Author(s)
S.Kubo, M.Nishiura, K.Tanaka, T.Shimozuma, Y.Tatematsu, T.Notake, T.Saito, Y.Yoshimura, H.Igami, H.Takahashi, N.Tamura
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Journal Title
Plasma and Fusion Research 5
Pages: S1038-1-6
Peer Reviewed
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[Journal Article] Initial result of collective Thomson scattering using 77 GHz gyrotron for bulk and tail ion diagnostics in the Large Helical Device
Author(s)
M.Nishiura, S.Kubo, K.Tanaka, N.Tamura, T.Shimozuma, T.Mutoh, K.Kawahata, T.Watari, T.Saito, Y.Tatematsu, T.Notake, LHD experiment group
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Journal Title
Journal of Physics, conference series (掲載決定)
Peer Reviewed
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[Journal Article] Collective Thomson Scattering of 77 GHz High Power ECRH Beam in LHD
Author(s)
S.Kubo, M.Nishiura, K.Tanaka, N.Tamura, T.Shimozuma, Y.Tatematsu, T.Saito, Y.Yoshimura, H.Igami, H.Takahashi, R.Ikeda
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Journal Title
Contribution to Plasma Physics (掲載決定)
Peer Reviewed
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[Presentation] Assessments of Collective Thomson Scattering Diagnostic for Parallel and Perpendicular Velocity Components in the Large Helical Device2009
Author(s)
M.Nishiura, S.Kubo, K.Tanaka, N.Tamura, T.Shimozuma, T.Mutoh, K.Kawahata, T.Watari, T.Saito, Y.Tatematsu, T.Notake, LHD experiment group
Organizer
19^<th> International Toki Conference on Plasma and Controlled Fusion
Place of Presentation
Toki, Japan
Year and Date
20091208-20091211
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[Presentation] Collective Thomson Scattering of 77 GHz High Power ECRH Beam in LHD2009
Author(s)
S.Kubo, M.Nishiura, K.Tanaka, N.Tamura, T.Shimozuma, Y.Tatematsu, T.Saito, Y.Yoshimura, H.Igami, H.Takahashi, R.Ikeda
Organizer
17th International Stellarator/Heliotron Workshop
Place of Presentation
Princeton, U.S.A
Year and Date
20091002-20091016
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[Presentation] Initial result of collective Thomson scattering using 77 GHz gyrotron for bulk and tail ion diagnostics in the Large Helical Device2009
Author(s)
M.Nishiura, S.Kubo, K.Tanaka, N.Tamura, T.Shimozuma, T.Mutoh, K.Kawahata, T.Watari, T.Saito, Y.Tatematsu, T.Notake, LHD experiment group
Organizer
14^<th> International Symposium on Laser Aided Plasma Diagnostics
Place of Presentation
Treviso, Italy
Year and Date
20090921-20090924
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[Presentation] HDにおける協同トムソン散乱計測のスペクトル解析2009
Author(s)
西浦正樹, 久保伸, 田村奈美子, 田中謙治, 下妻隆, 武藤敬, 渡利徹夫, 川端一男, 斉藤輝雄, 立松芳典, 野竹孝志
Organizer
物理学会2009年秋の分科会
Place of Presentation
熊本大学
Year and Date
2009-09-26
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