2016 Fiscal Year Annual Research Report
Evaluation of transient plasma phenomenon by the fast Thomson scattering measurement
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26709072
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
安原 亮 核融合科学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 助教 (30394290)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | トムソン散乱計測 / 高出力レーザー / 高時間分解能 / 熱光学効果 / 高繰り返しレーザー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題は、従来の装置では数10 ms間隔に限られていた測定時間スケールを100倍向上し、1ミリ秒以下を観測可能な高時間分解トムソン散乱計測装置の開発を目的とした。これにより、ミリ秒オーダーで過渡的に変化するプラズマの電子温度及び電子密度の空間分布変化の観測が可能となる。例えば水素ペレットのプラズマ中への溶発、プラズマ崩壊、プラズマ加熱時の変化といった、実験的には、これまで観ることができなかった時間領域のプラズマ物理現象を直接計測することができる。ガリレオが高性能な望遠鏡を用いて天文学の新しい発見をしたように、新たな時間領域を探索するツールを開発することでプラズマ物理の新領域の開拓が期待される。
まず、バーストレーザー使用時の過渡的プラズマ現象の例として水素ペレットをプラズマに入射するタイミングに200μｓの時間間隔でトムソン散乱計測を行った。これは、複数のレーザーからの出力を同一光軸上に導き、プラズマ中に入射することによって可能となった。その結果、ペレット入射によって周辺から電子温度が下がり、時間の経過とともに中心部の温度も低下し、さらに時間の経過とともに回復していく様子が確認された。トムソン散乱計測の時間分解能の向上によって新しい物理現象へアクセスできる可能性を示した重要な結果である。
次に、バーストレーザーの開発を進めた。種光源としてマイクロチップレーザーを、レーザーアンプにフラッシュランプ励起レーザーを用いて、主発振器から出力をレーザー増幅器によって増幅し、１Jレベルのレーザー出力を得ることに成功した。またバーストパルス動作も行っており、発振器から1kHzのバーストモード動作を実証した。
本研究は、国際共同研究加速基金の課題として、過渡的プラズマ物理現象の解明に研究を展開していく予定である。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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