2014 Fiscal Year Annual Research Report
定常・高密度核融合炉のための振動自己補正型干渉計の短波長化
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24686104
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
秋山 毅志 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (80370138)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 干渉計測 / 電子密度計測 / 非線形光学素子 / ディスパーション干渉計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2種類の非線形素子を用いて、ディスパーション干渉計の計測精度の比較を行った。一つは疑似位相整合型のPPMgSLTで、2倍高調波の生成効率が高いのが特長である。真空容器内でのレーザー光の減衰が著しい核融合プラズマの測定には、好ましい素子である。もう一つは、複屈折位相整合型のBiBOであり、温度変化の影響を受けにくいという利点がある。比較的短時間(100秒間)で両者に差は無く、位相揺らぎは±0.4度であった。これは、プラズマ中の光路長を、ITERやヘリカル装置FFHR-d1で想定される8 mと仮定した場合、線平均電子密度分解能2×10^17 m^(-3)に相当する。一方、長時間に亘る計測では両者に差が見られ、1時間の連続計測ではPPMgSLTはゼロ点変動が大きいことが分かった。BiBOでは、概ね半分程度のゼロ点変動に収まり、±2度程度であった。これは、線平均電子密度分解能では1×10^18 m^(-3)となる。想定される電子密度の運転領域は、およそ1×10^20 m^(-3)であるため、ゼロ点変動による計測誤差は、長時間に亘る計測でも1%程度に抑えられることが分かった。PPMgSLTがゼロ点変動が大きい理由は、素子周辺の温度変化が影響を与えていると考えられる。
これら3年間に亘るベンチテストの成果を基に、大型核融合プラズマ装置でのディスパーション干渉計の概念設計を行った。テストで使用した比較的出力の大きい(8 W)レーザーを利用することで、真空容器内でのレーザー光の減衰を考慮しても、十分なSN比で計測できることを示した。また、ミラー類を真空容器内に設置しなくてもよく、レーザー光の減衰があまり問題にならない環境では、低出力の小型のレーザーでも測定ができる見通しが得られ、システムを小型化し、利便性を高められることを示した。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Conceptual design of high resolution and reliable density measurement system on helical reactor FFHR-d1 and demonstration on LHD2014
Author(s)
T. Akiyama, R. Yasuhara, T. Tanaka, M. Isobe, R. Sakamoto, T. Goto, K. Kawahata, K. Nakayama, S. Okajima, and A. Sagara
Organizer
25th Fusion Energy Conference
Place of Presentation
Saint Petersburg, Russia
Year and Date
2014-10-13 – 2014-10-18
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