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タングステン多価イオン可視禁制線のモデリングと核融合プラズマ計測への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15H04235
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 核融合学
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

加藤 太治  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (60370136)

研究分担者 坂上 裕之  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (40250112)
中村 信行  電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 准教授 (50361837)
連携研究者 村上 泉  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (30290919)
後藤 基志  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00290916)
森田 繁  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (80174423)
研究協力者 丁 曉彬  西北師範大学, 准教授
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
キーワードタングステン分光計測 / 核融合プラズマ診断 / 可視禁制線 / タングステン多価イオン / プラズマ・核融合 / 原子・分子物理 / 磁気双極子禁制線 / 多価イオン原子過程 / 核融合プラズマ / ITER
研究成果の概要

国際熱核融合実験炉(イーター)のプラズマ対向材料には高熱負荷への耐性に優れたタングステン材料が使用される。しかし、スパッタされたタングステン粒子の炉心プラズマへの蓄積によるプラズマの放射崩壊が懸念されており、磁場閉じ込めプラズマ中のタングステン輸送特性の理解が重要な課題となっている。我々は、大型磁場閉じ込めプラズマ装置では世界で初めて、近紫外~可視域の発光線を用いたタングステン多価イオン密度計測法を確立した。これにより、これまで軟X線領域で行われていた炉心プラズマのタングステン計測が、光ファイバーの使用により検出器の中性子遮蔽が不要になる長波長域においても可能になった。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 11件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 18件、 招待講演 7件)

  • [国際共同研究] Northwest Normal University(China)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Sir Padampat Singhania University(India)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] 西北師範大学(中国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Electron Impact Ionization Cross Sections of Tungsten Atoms and Tungsten Ions2018

    • 著者名/発表者名
      G. Purohit, D. Kato, I. Murakami
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 13 号: 0 ページ: 3401026-3401026

    • DOI

      10.1585/pfr.13.3401026

    • NAID

      130006744397

    • ISSN
      1880-6821
    • 年月日
      2018-04-10
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Energy levels, lifetimes and radiative data of W LV2018

    • 著者名/発表者名
      Ding Xiao-bin、Sun Rui、Koike Fumihiro、Murakami Izumi、Kato Daiji、Sakaue Hiroyuki A.、Nakamura Nobuyuki、Dong Chen-zhong
    • 雑誌名

      At. Data Nucl. Data Tables

      巻: 119 ページ: 354-425

    • DOI

      10.1016/j.adt.2017.02.002

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Population trapping: The mechanism for the lost resonance lines in Pm-like ions2017

    • 著者名/発表者名
      Kato Daiji、Sakaue Hiroyuki A.、Murakami Izumi、Nakamura Nobuyuki
    • 雑誌名

      Nucl. Instrum. Methods B

      巻: 408 ページ: 16-20

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2017.05.029

    • NAID

      120007180046

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlation, Breit and Quantum Electrodynamics effects on energy level and transition properties of W54+ ion2017

    • 著者名/発表者名
      Ding Xiaobin、Sun Rui、Koike Fumihiro、Kato Daiji、Murakami Izumi、Sakaue Hiroyuki A、Dong Chenzhong
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J. D

      巻: 71 号: 3 ページ: 731-6

    • DOI

      10.1140/epjd/e2017-70829-y

    • NAID

      120007188006

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tungsten ion distribution analysis based on visible M1 lines of highly charged tungsten ions in LHD2017

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, H.A. Sakaue, I. Murakami, M. Goto, T. Oishi, S. Morita, K. Fujii, N. Nakamura, X.-B. Ding, and C.-Z. Dong
    • 雑誌名

      NIFS-PROC

      巻: 102 ページ: 280-283

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Collisional-radiative models for ground-state M1 line emission of highly charged tungsten ions in the LHD2017

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, K. Fujii, M. Goto, T. Oishi, H.A. Sakaue, I. Murakami, N. Nakamura, X.-B. Ding, C.-Z. Dong, S. Morita
    • 雑誌名

      NIFS-PROC

      巻: 103 ページ: 17-21

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Experimental evaluation of fractional abundance data for W23+ - W28+2017

    • 著者名/発表者名
      K. Fujii, D. Kato, N. Nakamura, M. Goto, S. Morita, M. Hasuo
    • 雑誌名

      J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys.

      巻: 50 号: 5 ページ: 0550041-11

    • DOI

      10.1088/1361-6455/50/5/055004

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] E1, M1, E2 transition energies and probabilities of W54+ ions2017

    • 著者名/発表者名
      X.-B. Ding, R. Sun, J.-X. Liu, F. Koike, I. Murakami, D. Kato, H.A. Sakaue, N. Nakamura, C.-Z. Dong
    • 雑誌名

      J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys.

      巻: 50 号: 4 ページ: 0450041-9

    • DOI

      10.1088/1361-6455/aa53ec

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Direct Observation of the M1 Transition between the Ground Term Fine Structure Levels of W VIII2017

    • 著者名/発表者名
      M. Mita, H.A. Sakaue, D. Kato, I. Murakami, and N. Nakamura
    • 雑誌名

      Atoms

      巻: 5 号: 1 ページ: 131-5

    • DOI

      10.3390/atoms5010013

    • NAID

      120007191866

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Atomic data and modeling for tungsten spectra2016

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, H.A. Sakaue, I. Murakami, M. Goto, T. Oishi, S. Morita, K. Fujii, N. Nakamura, X.-B. Ding, C.-Z. Dong
    • 雑誌名

      NIFS-PROC

      巻: 101 ページ: 152-158

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Collisional-Radiative Model for the visible spectrum of W26+ ions2016

    • 著者名/発表者名
      X.-B. Ding, J.-X. Liu, F. Koike, I. Murakami, D. Kato, H.A. Sakaue, N. Nakamura, C.-Z. Dong
    • 雑誌名

      Phys. Lett. A

      巻: 380 号: 7-8 ページ: 874-877

    • DOI

      10.1016/j.physleta.2015.12.034

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] UV-visible M1 line emission from highly charged tungsten ions in LHD plasmas2016

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, H.A. Sakaue, I. Murakami, M. Goto, T. Oishi, N. Tamura, C. Suzuki, S. Morita, N. Nakamura, A. Sasaki, F. Koike, X.-B. Ding, C.-Z. Dong
    • 雑誌名

      NIFS-PROC

      巻: 99 ページ: 100-108

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Spectra of W19+-W32+ observed in the EUV region between 15 and 55 A with an electron-beam ion trap2015

    • 著者名/発表者名
      H. A. Sakaue, D. Kato, N. Yamamoto, N. Nakamura and I. Murakami
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 92 号: 1

    • DOI

      10.1103/physreva.92.012504

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of quantitative atomic modeling for tungsten transport study using LHD plasma with tungsten pellet injection2015

    • 著者名/発表者名
      I. Murakami, H.A. Sakaue, C. Suzuki, D. Kato, M. Goto, N. Tamura, S. Sudo, S. Morita and LHD Experiment Group
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 55 号: 9 ページ: 093016-093016

    • DOI

      10.1088/0029-5515/55/9/093016

    • NAID

      120007176971

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Extreme ultraviolet and visible spectroscopy of promethiumlike heavy ions2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi, K. Kubota, K. Omote, A. Komatsu, J. Sakoda, M. Minoshima, D. Kato, J. Li, H.A. Sakaue, I. Murakami, and N. Nakamura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A

      巻: 92 号: 2

    • DOI

      10.1103/physreva.92.022510

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Visible emission spectroscopy of highly charged tungsten ions in the LHD I: Survey of New Visible Emission Lines2015

    • 著者名/発表者名
      M. Shinohara, K. Fujii, D. Kato, N. Nakamura, M. Goto, S. Morita, M. Hasuo
    • 雑誌名

      Phys. Scr.

      巻: 90 号: 12 ページ: 125402-125402

    • DOI

      10.1088/0031-8949/90/12/125402

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visible Emission Spectroscopy of Highly Charged Tungsten Ions in LHD II: Evaluation of Tungsten Ion Temperature2015

    • 著者名/発表者名
      K. Fujii, Y. Takahashi, Y. Nakai, D. Kato, M. Goto, S. Morita, M. Hasuo
    • 雑誌名

      Phys. Scr.

      巻: 90 号: 12 ページ: 125403-125403

    • DOI

      10.1088/0031-8949/90/12/125403

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near UV-visible line emission from tungsten highly-charged ions in Large Helical Device2015

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, H.A. Sakaue, I. Murakami, M. Goto, T. Oishi, S. Morita, K. Fujii, A. Sasaki, N. Nakamura, F. Koike, X.-B. Ding, C.-Z. Dong, and the LHD exp group
    • 雑誌名

      NIFS-PROC

      巻: 98 ページ: 43-49

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] 核融合・天体プラズマでの多価イオン原子過程研究2015

    • 著者名/発表者名
      加藤太治,坂上裕之,村上泉
    • 雑誌名

      原子衝突学会誌「しょうとつ」

      巻: 12 ページ: 161-178

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] Observation of optical M1 lines of highly ionized Wq+ ions in the ground states and its application to W density analysis at LHD2017

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, K. Fujii, M. Goto, I. Murakami, N. Nakamura, T. Oishi, H. A. Sakaue, N. Tamura, S. Morita
    • 学会等名
      China-Japan Collaboration Workshop on Stability and Transport of Edge Plasmas
    • 発表場所
      Fuzhou, China
    • 年月日
      2017-03-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Atomic processes and transport dynamics of tungsten highly charged ions in LHD plasmas elucidated by observing visible M1 lines2017

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, K. Fujii, M. Goto, S. Morita, I. Murakami, N. Nakamura, T. Oishi, H.A. Sakaue
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Modeling of emission line spectra from tungsten highly charged ions and its applications to tungsten transport studies2017

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, H.A. Sakaue, I. Murakami, M. Goto, T. Oishi, C. Suzuki, N. Tamura, S. Morita, N. Nakamura, K. Fujii
    • 学会等名
      The 10th EU-Japan Joint Symposium on Plasma Processing
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hydrogen mediated vacancy-cluster formation in tungsten2017

    • 著者名/発表者名
      D. Kato
    • 学会等名
      3rd International Workshop on Models and Data for Plasma-Material Interaction in Fusion Devices
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ion fractional abundance measurements of highly ionized Wq+ ions based on visible M1 lines2017

    • 著者名/発表者名
      D. Kato
    • 学会等名
      11th A3 Foresight Program Workshop on Critical Physics Issues Specific to Steady State Sustainment of High- Performance Plasmas
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] W atomic model validation by CoBIT and W ion measurements in LHD core plasmas2017

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, H.A. Sakaue, I. Murakami, M. Goto, T. Oishi, S. Morita, N. Nakamura, X.-B. Ding, C.-Z. Dong
    • 学会等名
      12th A3 Foresight Program Workshop on Critical Physics Issues Specific to Steady State Sustainment of High- Performance Plasmas
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spectroscopic studies on atomic excited state formation in reflection and sputtering induced by ion-beam bombardment on tungsten surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, H.A. Sakaue, Y. Sakai, T. Kenmotsu, K. Furuya, M. Sakamoto, K. Motohashi
    • 学会等名
      16th International Conference on Plasma-Facing Materials and Components for Fusion Applications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electron impact ionization cross sections of tungsten atoms and tungsten ions2017

    • 著者名/発表者名
      G. Purohit, D. Kato, I. Murakami
    • 学会等名
      26th International Toki Conference on Advanced Physics in Plasma and Fusion Research
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of visible forbidden lines of tungsten highly charged ions in LHD core plasmas and its application to ion distribution analysis2016

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, H.A Sakau, I. Murakami, M. Goto, T. Oishi, K. Fujii, N. Nakamura, S. Morita
    • 学会等名
      26th IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Centre, Kyoto
    • 年月日
      2016-10-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of visible forbidden lines of tungsten highly charged ions in LHD core plasmas and its application to ion distribution analysis2016

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, H.A. Sakaue, I. Murakami, M. Goto, T. Oishi, K. Fujii, N. Nakamura, S. Morita and LHD Experimental Group
    • 学会等名
      26th IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      国立京都国際会館,京都
    • 年月日
      2016-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ATOMIC DATA RESEARCH FOR VISIBLE M1 LINE EMISSION OF GROUND-STATE HIGHLY CHARGED TUNGSTEN IONS IN PLASMA2016

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, K. Fujii, M. Goto, I. Murakami, N. Nakamura, T. Oishi, H. A. Sakaue, N. Tamura, S. Morita
    • 学会等名
      10th International Conference on Atomic and Molecular Data and Their Applications
    • 発表場所
      Gunsan Saemangeum Convention Center (GSCO), Gunsan, Republic of Korea
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Population trapping: the mechanism for the lost resonance lines in Pm-like ions2016

    • 著者名/発表者名
      D. Kato and N. Nakamura
    • 学会等名
      18th International Conference on Physics of Highly Charged Ions
    • 発表場所
      the Jan Kochanowski University, Kielce, Poland
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Collisional-radiative models for ground-state M1 line emission of highly charged tungsten ions in the LHD2016

    • 著者名/発表者名
      D. Kato
    • 学会等名
      6th China-Japan-Korea Joint Seminar on Atomic and Molecular Processes in Plasma
    • 発表場所
      Southwestern Institute of Physics, Chengdu, China
    • 年月日
      2016-07-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spectroscopic studies on tungsten highly charged ions in the LHD2016

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, H.A. Sakaue, I. Murakami
    • 学会等名
      6th The Physics at Electron Beam Ion Traps and Advanced Research Light Sources
    • 発表場所
      Fudan University, Shanghai, China
    • 年月日
      2016-06-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spectroscopic studies on tungsten highly charged ions in the LHD2016

    • 著者名/発表者名
      D. Kato
    • 学会等名
      Physics at Electron Beam Ion Traps and Advanced Research Light Sources 2016
    • 発表場所
      複旦大学,上海(中国)
    • 年月日
      2016-06-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tungsten ion distribution analysis based on visible M1 lines of highly charged tungsten ions in LHD2016

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, H.A. Sakaue, I. Murakami, M. Goto, T. Oishi, S. Morita, K. Fujii, N. Nakamura, X.-B. Ding, C.-Z. Dong
    • 学会等名
      9th A3 Foresight Program Workshop on Critical Physics Issues Specific to Steady State Sustainment of High- Performance Plasmas
    • 発表場所
      Yinchuan, China
    • 年月日
      2016-05-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] タングステン多価イオン可視禁制線の原子過程モデリング2015

    • 著者名/発表者名
      加藤太治, 坂上裕之, 村上泉, 後藤基志, 大石鉄太郎, 森田繁, 藤井恵介, 中村信行
    • 学会等名
      第32回プラズマ・核融合学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Atomic and molecular data and modeling of tungsten plasma-facing materials for fusion energy2015

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, H.A. Sakaue, I. Murakami, T. Muroga, N. Nakamura, N. Fernanzed, and Y. Ferro
    • 学会等名
      4th World Conference on Applied Sciences, Engineering and Technology
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2015-10-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電子ビームイオントラップによるPm様多価イオンの分光測定2015

    • 著者名/発表者名
      久保田海, 表一輝, 加藤太治, 村上泉, 坂上裕之, 中村信行
    • 学会等名
      原子衝突学会第40回年会
    • 発表場所
      首都大学東京 南大沢キャンパス
    • 年月日
      2015-09-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 電子ビームイオントラップによるPm 様多価イオンの分光測定Ⅱ2015

    • 著者名/発表者名
      久保田海, 表一輝, 小林優介, 加藤太治, 村上泉, 坂上裕之, 中村信行
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      関西大学 千里山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Near UV-visible line emission of tungsten highly charged ions in fusion plasmas2015

    • 著者名/発表者名
      D. Kato, H.A. Sakaue, I. Murakami, M. Goto, T. Oishi, S. Morita, K. Fujii, N. Nakamura, A. Sasaki, F. Koike, X.-B. Ding, and C.-Z. Dong
    • 学会等名
      XXIX International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
    • 発表場所
      トレド会議センター,トレド(スペイン)
    • 年月日
      2015-07-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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