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ゼーマン効果を利用した高温プラズマ診断法の開発及びプラズマの動的挙動に関する研究

Research Project

Project/Area Number 04J11438
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nuclear fusion studies
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

四竃 泰一 (2006)  東京大学, 大学院工学系研究科, 特別研究員(DC1)

四竈 泰一 (2004-2005)  東京大学, 大学院・工学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsプラズマ / 原子分光 / 分子分光 / Zeeman効果 / トカマク / プラズマ壁相互作用 / プラズマ計測 / TRIAM-1M / 分光 / ゼーマン効果 / 流れ / 空間分布計測
Research Abstract

Zeeman効果を利用した局所計測法を強磁場環境を有するTRIAM-1Mトカマクに対して適用した.これまでの研究で,直線偏光素子によりZeeman分裂した発光スペクトルのσ成分を選択的に計測し,スペクトル形状から本手法の原理を実証する結果を得ている.周辺領域に存在する原子に関しては,発光位置及び流速分布の計測を行い,最外殻磁気面とプラズマ対向壁との間のギャップ長の変化に伴うリサイクリングフラックスの変化に関して評価を行っている.本年度は,リミター近傍に存在する水素分子に対して本手法を適用し,分子線の発光位置及び振動回転温度の計測を行った.
真空容器上部から挿入したモリブデン製の可動リミターを見込む観測視線を利用して,リミター表面近傍からの水素分子Fulcher-α帯Q枝発光スペクトル(d^3II_u→a^3Σ_g^+)を計測した.摂動計算コードを作成し,二原子分子の発光スペクトルへのZeeman効果を評価することで,発光位置における磁場強度を正確に評価することが可能となり,高い空間分解能で発光位置を推定することが可能となっている.分子線の発光位置は,磁気軸の近傍,プラズマからの熱負荷が集中するホットスポットの周辺に存在していることが確認された.さらに,コロナ平衡モデルを仮定し,水素分子振動回転温度の計測を行った.8.2GHzLHCD放電時に,電子密度の増加に伴う回転温度の上昇(T_<rot>,x=700→900K)が観測された.計測を行った放電条件では,境界層における電子密度が低く(n_e<10^<18>m^<-3>)電子衝突による回転励起過程が無視できる.このため,回転温度は,回転・並進間での緩和過程により,並進温度を反映していると考えられる.すなわち,回転温度の上昇は,電子密度の増加に伴う壁温度の上昇を示唆していると考えられる.これらの結果から,本手法を用いて回転温度の時間変化を計測することにより,プラズマ対抗壁表面の局所温度変化をモニタすることも可能となると期待される.

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2006 2005 2004

All Journal Article (8 results)

  • [Journal Article] Measurement of directional flow using a directional Langmuir probe in weakly magnetzed plasmas2006

    • Author(s)
      T.Shikama, S.Kado, A.Okamoto, S.Tanaka
    • Journal Title

      Contributions to Plasma Physics 46

      Pages: 427-427

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Application of the Zeeman patterns to the measurement of local neutral behavior in the edge plasma of TRIAM-1M tokamak2006

    • Author(s)
      T.Shikama, S.Kado, H.Zushi, M.Sakamoto, A.Iwamae, S.Tanaka
    • Journal Title

      Plasma Physics and Controlled Fusion 48

      Pages: 1125-1125

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Measurement of directional flow using a directional Langmuir probe in weakly magnetized plasmas2006

    • Author(s)
      T.Shikama, S.Kado, A.Okamoto, S.Tanaka
    • Journal Title

      Contributions to Plasma Physics (印刷中)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Practical formula for Mach number probe diagnostics in weakly magnetized plasmas2005

    • Author(s)
      T.Shikama, S.Kado, A.Okamoto, S.Kajita, S.Tanaka
    • Journal Title

      Physics of Plasmas 12

      Pages: 44504-44504

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Local measurement of the plasma emission using the Zeeman effect in TRIAM-1M tokamak2005

    • Author(s)
      T.Shikama, S.Kado, H.Zushi, A.Iwamae, S.Tanaka
    • Journal Title

      Bulletin of American Physical Society 50

      Pages: 280-280

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Investigation of Mach probe geometry effects in weakly magnetized plasmas2005

    • Author(s)
      T.Shikama, S.Kado, A.Okamoto, S.Kajita, S.Tanaka
    • Journal Title

      Journal of Nuclear Materials 337-339

      Pages: 1077-1077

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Application of the Zeeman patterns in OV and Ha spectra to the local plasma diagnostics of the TRIAM-1M tokamak2004

    • Author(s)
      T.Shikama, S.Kado, H.Zushi, A.Iwamae, S.Tanaka
    • Journal Title

      Physics of Plasmas 11・10

      Pages: 4701-4701

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Plasma flow measurements in linear divertor simulator MAP-II using Mach probe and directional Langmuir probe2004

    • Author(s)
      S.Kado, T.Shikama, S.Kajita, S.Tanaka
    • Journal Title

      Contributions to Plasma Physics 44・7-8

      Pages: 656-656

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

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