| 研究課題/領域番号 |
09558063
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
飯尾 俊二 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (90272723)
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| 研究分担者 |
寺井 清寿 東芝 電力システム社, 電力・産業システム技術開発センター, グループ長(研究職)
筒井 広明 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助手 (20227440)
嶋田 隆一 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (40206181)
高橋 正雄 東芝 電力システム社, 電力・産業システム技術開発センター, 主務(研究職)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
12,500千円 (直接経費: 12,500千円)
1999年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1998年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1997年度: 8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
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| キーワード | 光ファイバー / ファラデー効果 / 偏光計測 / 周波数偏移ヘテロダイン / 磁場計測 / 電流計測 / 核融合炉 / 半導体レーザー |
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| 研究概要 |
磁場閉じ込め方式による核融合炉において課題となっているプラズマ電流および磁場の長時間計測器として、ファラデー効果に着目したヘテロダイン偏光計の開発を行った。
ファラデー回転角が透過する光の波長の二乗にほぼ反比例するため、短波長が偏光計測に有利であること、ガンマ線・中性子照射に起因する光ファイバの透過率の劣化が800nm以下が大きいことと、光学部品の豊富さを勘案して、850nmの半導体レーザを光源とした。縦横ともに単一モードの半導体レーザーを光源とし、光アイソレータを導入することにより位相計測の安定度が大幅に向上した。周波数シフタ部をセンサ部から離すために偏波面保持ファイバを用いても、ファイバへの直交偏光のカップリングを最適化すると位相計測の安定性が劣化しないことが確かめられた。周波数偏移光ヘテロダイン方式によるビート信号のデジタル処理にcomplex demodulationを用い、さらに数値フィルターを通すことにより、最大で位相分解能を0.01度まで高められることが明らかになった。このため、核融合装置のプラズマ電流計測センサーには、光弾性率が極めて小さい鉛ガラスファイバーを用いなくても、低複屈折石英ガラスファイバーで感度が十分である。
テレビウムを限界まで含有させた常磁性ガラスと反磁性を示すセレン化亜鉛を局所磁場計測センサー候補とし、それらのベルデ定数と温度特性の評価を行った。常磁性ガラスの温度特性はキュリーの法則によく一致し、ベルデ定数が絶対温度に反比例するので、磁場計測の際には温度による較正が必要である。一方、セレン化亜鉛は、25〜50℃の温度変化に対してベルデ定数の変化は観測されなかった。25℃での常磁性ガラスのベルデ定数は、セレン化亜鉛の約1.4と評価されたので、磁場分解能の点では常磁性ガラスの方が若干優れている。長さ40mmのセレン化亜鉛をセンサーとし応答時間1msと10msとした場合、それぞれ磁場分解能約5Gと約2Gの計測が可能であることを明らかにした。
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