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イオン温度・電子温度・ビーム成分の空間分布構造同時計測用半導体検出器開発と実用化

研究課題

研究課題/領域番号 12558048
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 核融合学
研究機関筑波大学

研究代表者

長 照二  筑波大学, 物理学系, 教授 (80171958)

研究分担者 中嶋 洋輔  筑波大学, プラズマ研究センター, 助教授 (00188939)
近藤 真史 (平田 真史 / 近藤 真史(平田 真史))  筑波大学, プラズマ研究センター, 講師 (70222247)
小波蔵 純子  筑波大学, プラズマ研究センター, 講師 (60302345)
前澤 秀樹  高エネルギー加速器研究機構, 放射光実験施設, 教授 (40150015)
吉川 正志  筑波大学, 物理学系, 講師 (00272138)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
8,200千円 (直接経費: 8,200千円)
2001年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2000年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
キーワードイオン温度計測 / 電子温度計測 / イオン・電子温度同時計測 / 半導体計測器 / 荷電交換中性粒子計測 / X線計測 / プラズマX線 / プラズマ計測
研究概要

以下、平成13年度の研究実績と成果について述べる。
平成13年度には、(1)平成12年度に我々の提唱した「半導体新感度理論」を用いて新たに開発した「新型半導体検出器」を用いて、(2)他方で、荷電交換中性粒子とX線の感度差異の計算を、詳細に「新感度理論」を用いて行い、新しいプラズマのイオン温度・電子温度の計測法を先ず、定量的に確立した。
(3)次に、この新しい「イオン温度・電子温度」の同時計測法をプラズマ閉じ込め装置の実機に適用し、真にこの新計測法が有効であるかを検証した。即ち、筑波大学プラズマ研究センターのガンマ10タンデムミラー装置において実証実験を実施した。(4)この実証実験に先立ち、従来から用いられてきた標準的荷電交換中性粒子計測器、並びにマイクロ・チャンネル・プレートを用いて数々の学術論文に報告してきたX線計測器による、プラズマのイオン温度・電子温度の計測を夫々実施し、リファレンス・データを確立し、そのデータを参照値として用いて、新提唱計測法から算出した、「イオン温度・電子温度」の同時計測値の検証を行った。
(5)特にこの時に、空間分布を同時計測するために、二次元空間分布断層撮像を、これまでに確立したトモグラフィー解析手法を用いて実施し、荷電交換中性粒子の発生位置と、イオンラーマー運動による「真の空間イオン温度分布」の補正を行う解析方法も併せて確立した。(6)これらの準備研究の上で、従来型の計測器と、「新型計測器を用いた新計測手法」による「イオン温度・電子温度」の同時計測値を比較し、両者が合致する事を世界に先駆けて証明し、この新しい「イオン温度・電子温度」の同時計測法の開発・確立に成功した。
(7)これらの成果は、欧州及び米国の学術誌に公表し、その成果を世界に広く示した。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] T.Cho et al.: "Generalized physics scaling laws of the formation and effects of plasma-confining potentials covering over the representative tandem-mirror operations in GAMMA 10"Physical Review Letters. Vol.86,No.19. 4310-4313 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "Generalization and consolidation of scaling laws of potential formation and associated effects in the GAMMA 10 tandem mirror"Nuclear Fusion. Vol.41,No.9. 1161-1170 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "Summarized Scaling Laws of Potential Confined Plasmas in the GAMMA 10 Tandem Mirror"Transactions of Fusion Technology. Vol.39. 33-40 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hirata et al.: "Tomographic Reconstruction of Plasma Electron Temperature Profiles Using Semiconductor Detector Arrays in the Elliptic Transition Region and the Circular Central Cell of the GAMMA 10 Tandem Mirror"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. (In Press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Kohagura et al.: "Effects of Nuclear-Fusion Produced Neutrons on Silicon Semiconductor Plasma X-ray Detectors"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. (In Press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "A Novel Method for Simultaneous Observations of Plasma Ion and Electron Temperatures Using A Semiconductor Detector Array"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. (In Press). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Cho et al.: "Generalized physics scaling laws of the formation and effects of plasmaconfining potentials covering over the repre sentative tandem-mirror operations in GAMMA 10"Physical Review Letters. Vol. 86, No. 19. 4310-4313 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Cho et al.: "Generalization and consolidation of scaling laws of potential formation and associated effects in the GAMMA 10 tandem mirror"Nuclear Fusion. Vol. 41, No. 9. 1161-1170 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Cho et al.: "Summarized Scaling Laws of Potential Confined Plasmas in the GAMMA 10 Tandem Mirror"Transactions of Fusion Technology. Vol. 39. 33-40 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Hirata et: "Development of Novel Ion-Energy Spectrometer Using a Semiconductor Detector Collector Under a Circumstance of Simultaneously Incident Ions and Electrons with X rays"Transactions of Fusion Technology. Vol. 39. 281-284 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Kohagura: "Characterization of X-Ray-Energy Responses of Semiconductor Detectors After Fusion Produced Neutron Exposure"Transactions of Fusion Technology. Vol. 39. 159-162 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Cho et al.: "A Novel Method for Simultaneous Observations of Plasma Ion and Electron Temperatures Using A Semiconductor Detector Array"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. (In Press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Cho, et al.: "Generalized physics scaling laws of the formation and effects of plasma-confining potentials covering over the representative tandem-mirror operations in GAMMA 10"Physical Review Letters. Vol.86,No.19. 4310-4313 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T. Cho, et al.: "Generalization and consolidation of scaling laws of potential formation and associated effects in the GAMMA 10 tandem mirror"Nuclear Fusion. Vol.41,No.9. 1161-1170 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T. Cho, et al.: "Summarized Scaling Laws of Potential Confined Plasmas in the GAMMA 10 Tandem Mirror"Transactions of Fusion Technology. Vol.39. 33-40 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M. Hirata, et al.: "Development of Novel Ion-Energy Spectrometer Using a Semiconductor Detector Collector Under a Circumstance of Simultaneously Incident Ions and Electrons with X rays"Transactions of Fusion Technology. Vol.39. 281-284 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J. Kohagura, et al.: "Characterization of X-Ray-Energy Responses of Semiconductor Detectors After Fusion Produced Neutron Exposure"Transactions of Fusion Technology. Vol.39. 159-162 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T. Cho, et al.: "A Novel Method for Simultaneous Observations of Plasma Ion and Electron Temperatures Using A Semiconductor Detector Array"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. (In Press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Cho: "Summarized Scaling Laws of Potential Confined Plasmas in the GAMMA 10 Tandem Mirror"Transactions of Fusion Technology. 39. 33-40 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hirata: "Development of Novel Ion-Energy Spectrometer Using a Semiconductor Detector Collector Under a Circumstance of Simultaneously Incident Ions and Electrons with X rays"Transactions of Fusion Technology. 39. 281-284 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] J.Kohagura: "Characterization of X-Ray-Energy Responses of Semiconductor Detectors After Fusion Produced Neutron Exposure"Transactions of Fusion Technology. 39. 159-162 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Numakura: "Simultaneous Measurements of Spatial Profiles of Ion and Electron Temperatures Using a Semiconductor Detector Array"Transactions of Fusion Technology. 39. 277-280 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] J.Kohagura: "Investigation of X-ray-Energy Responses of Semiconductor Detectors under Deuterium-Tritium Fusion-Produced Neutron Irradiation"Review of Scientific Instruments. 72. 805-808 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] R.Minami: "Simultaneous Observations of Temporally and Spatially Resolved Electron Temperatures of Both Circular Central-Cell and Elliptical Anchor Region Plasmas in GAMMA 10"Review of Scientific Instruments. 72. 1193-1196 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2021-11-26  

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