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新型SOI構造半導体による核融合生成荷電粒子・電子・イオン温度 同時計測器提唱開発

研究課題

研究課題/領域番号 15656233
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
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, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (80171958)

研究分担者 小波蔵 純子  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (60302345)
平田 真史  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (70222247)
中嶋 洋輔  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 助教授 (00188939)
前澤 秀樹 (前沢 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)
吉田 麻衣子  日本学術振興会(筑波大学・物理学研究科), 特別研究員
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2004年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2003年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード電子温度 / イオン温度 / 同時弁別計測 / 半導体検出器 / 空乏図 / 不感層 / マトリックス型検出器 / 核融合反応生成粒子 / 空乏層
研究概要

プラズマ核融合研究に於いて、α粒子に代表される核融合反応生成粒子を計測し、核反応発生位置の計測・同定はもとより、生成粒子のエネルギー・スローイングダウン等による電子温度Te・イオン温度Tiの空間・時間変化を、核融合反応生成粒子と共に同時弁別計測ができれば、核反応プラズマ内部の輸送や安定性を含む振る舞いを解明する重要なデータが得られる。
本研究では、Te・Tiの同時計測に加え、更に核融合反応生成粒子を同時に計測できる、新しい小型SOI構造を持つ半導体検出器を設計開発することにより、従来の計測概念を変える「新しい核融合反応生成粒子の振る舞いとその効果・エネルギー輸送の同時計測器」を提唱・開発・実証し、新たな核反応プラズマ研究を行う計測基盤を確立する事を研究目的とする。
今年度は、「新型SOI構造半導体検出器の素特性実証実験、並びにプラズマ実験による、荷電粒子・電子・イオン温度同時計測性能実験を実施した。即ち、(1)イオン源実験、高エネルギー加速器研究機構(つくば市)のシンクロトロン放射光実験で、荷電交換中性粒子CX・X線への検出器素特性実証実験を行った。(2)更にガンマ10実験で、荷電粒子・電子・イオン温度同時計測性能実証実験を行い、既設計測器とのクロスチェックを行いながら計測器性能を実証した。(3)全く同様に、DD実験の3Heや、 DT実験時の4He(α粒子)吸収位置に空乏層を局所化させる新手法を、本萌芽研究により確立し、核融合反応生成粒子計測法の新しい手法・カテゴリーの創成を図った。(4)本方式は、更に拡張すると、トモグラフィー計測器としてプラズマ内部に生成された電場のシアーに対する、プラズマの乱れの抑制効果の空間時間変化を測ることができる可能性を秘めている。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Observation of the Effects of Radially Sheared Electric Fields on the Suppression of Turbulent Vortex Structures and the Associated Transverse Loss in GAMMA 102005

    • 著者名/発表者名
      T.Cho et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters Vol.94, No.9(印刷中)

    • NAID

      120000879687

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Recent Progress in the GAMMA 10 Tandem Mirror2005

    • 著者名/発表者名
      T.Cho et al.
    • 雑誌名

      Transactions of Fusion Science and Technollogy Vol. 47, No.1T

      ページ: 9-16

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Advances in Potential Formation and Findings in Sheared Radial Electric-Field Effect on Turbulence and Loss Suppression in GAMMA 102004

    • 著者名/発表者名
      T.Cho et al.
    • 雑誌名

      Proc.20th IAEA Fusion Energy Conference

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel compact electrostatic ion-current detector using a self-collection method for secondary-electron suppression2004

    • 著者名/発表者名
      M.Hirata et al.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments Vol. 75, No.10

      ページ: 3631-3633

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] X-ray tomography systems for observations of the effects of radially sheared electric fields on fluctuations in plasmas2004

    • 著者名/発表者名
      J.Kohagura et al.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments Vol. 75, No.10

      ページ: 3992-3994

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Measurements of the relaxation of ion anisotropic distribution functions in tandem-mirror plasmas2004

    • 著者名/発表者名
      T.Numakura et al.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments Vol.75, No.10

      ページ: 3616-3618

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "Extended Consolidation of Scaling Laws of Potential Formation and Effects Covering the Representative Tandem Mirror Operations in GAMMA 10"Nuclear Fusion. Vol.43,No.5. 293-298 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Cho et al.: "Sheared Radial Electric-Field Effects on Turbulence Suppression due to Doubly Advanced Potential-Height Formation"Journal of Plasma and Fusion Research. Vol.80,No.2. 81-82 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Numakura et al.: "A proposal for both Plasma Ion-and Electron-Temperature Diagnostics under simultaneous Incidence of Particles and X-rays into a Semiconductor on the Basis of a Proposed Model for a Semiconductor Detector Response"Plasma Physics and Controlled Fusion. Vol.45. 807-821 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] J.Kohagura et al.: "Deterioration and Recovery Effects in Energy Responses of Semiconductor X-ray Detectors due to Nnclear-Fusion Produced Neutron Irradiation"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. Vol.513. 300-303 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] R.Minami et al.: "Spatially Resolved Electron Cyclotron Heated Plasmas Using Novel Matrix-Type X-ray Semiconductor-Detector Arrays"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. Vol.513. 304-307 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yoshida et al.: "Spatial Profile Measurements of Ion-Confining Potentials Using Novel Position-Sensitive Ion-Energy Spectrometer Arrays"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. Vol.513. 99-102 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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