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2010 Fiscal Year Annual Research Report

ゼーマン効果を利用した二原子分子発光スペクトル局所計測法の開発

Research Project

Project/Area Number 22740362
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

四竈 泰一  京都大学, 工学研究科, 講師 (80456152)

Keywordsプラズマ / 核融合 / プラズマ壁相互作用 / プラズマ分光 / ゼーマン効果 / 二原子分子 / 炭化水素
Research Abstract

磁場閉じ込め型のプラズマ核融合実験装置では,ダイバータ領域ヘネオン,アルゴンなどの希ガスや,水素,窒素,炭化水素などの分子ガスを外部から導入し,放射損失と分子活性化再結合を組み合わせることでプラズマ対向壁の熱負荷を低減する方法が検討されている.この際,炉心プラズマ性能を低下させないような周辺プラズマ制御が必要となるが,そのためには周辺部の原子分子の動的挙動を表す物理量である,温度,流速,密度を測定し,制御にフィードバックすることが必要となる.本研究の目的は,二原子分子発光スペクトルのゼーマン分裂を利用することで,受動的な発光分光法単独で二原子分子の温度(並進,振動,回転),流速,密度の局所計測を行うことである.申請者はこれまでに同手法を原子発光スペクトルに対して適用し,原子の動的挙動を局所計測した.本研究課題はその拡張として位置づけている.研究課題実施の初年度である本年度は,磁場中の二原子分子スペクトル形状を評価するための計算コードの開発と基礎実験に基づく計算結果の検証を行った.
計算は断熱近似のもとで摂動法を用いて行った.可視分光測定で得られる波長精度で観測可能な相互作用を考慮し計算コードを構築した.計算結果の検証のために,超伝導コイル内に設置したグロー放電プラズマからのCH分子A^2Δ-X^2II遷移スペクトルを測定した.計算,実験の両者を比較した結果,磁場中でのスペクトル形状を開発した計算コードにより正確にモデル化できることを確認した.これらの成果により,初年度に計画していた研究目的を達成した.

  • Research Products

    (6 results)

All 2011 2010

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Construction of coronal models for H_2 d^3Π_u-a^3Σ_g^+ and I^1Π_g-B^1Σ_u^+ transitions for the evaluation of ro-vibrational temperatures2010

    • Author(s)
      T.Shikama, et al.
    • Journal Title

      Nucl.Instrum.Methods A

      Volume: 623 Pages: 744-746

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Observation of the polarization resolved A^2Δ-X^2Π transition spectra of CH under a strong magnetic field relevant to a fusion plasma2010

    • Author(s)
      T.Shikama, et al.
    • Journal Title

      J.Nucl.Mater.

      Volume: (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] CD分子A-X遷移発光スペクトルにおける磁場効果2011

    • Author(s)
      四竈泰一, 他
    • Organizer
      日本物理学会 第66回 年次大会
    • Place of Presentation
      新潟大学 五十嵐キャンパス
    • Year and Date
      2011-03-28
  • [Presentation] CH分子A-X帯発光スペクトルへの磁場効果の観測2010

    • Author(s)
      四竈泰一, 他
    • Organizer
      日本物理学会 平成22年度 秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学 中百舌鳥キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-25
  • [Presentation] Plasma polarization spectroscopy of atomic and molecular emissions from magnetically confined plasmas2010

    • Author(s)
      T.Shikama, et al.
    • Organizer
      10^<th> International colloquium on atomic spectra and oscillator strengths for astrophysical and laboratory plasmas
    • Place of Presentation
      Berkeley City Club, Berkeley, California, The United States(招待講演)
    • Year and Date
      2010-08-04
  • [Presentation] Observation of a magnetic field effect on CH A^2Δ-X^2Π band spectra for the local diagnostics of hydrocarbon molecules in a magnetically confined plasma2010

    • Author(s)
      T.Shikama, et al.
    • Organizer
      19^<th> international conference on plasma surface in teractions in controlled fusion devices
    • Place of Presentation
      Catamaran Resort and Spa, San Diego, California, The United States
    • Year and Date
      2010-05-25

URL: 

Published: 2012-07-19  

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