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NBIエネルギーにおける水素原子-タングステンイオン衝突断面積の実験測定

研究課題

研究課題/領域番号 16K06937
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 核融合学
研究機関京都大学

研究代表者

今井 誠  京都大学, 工学研究科, 助教 (60263117)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードプラズマ計測 / プラズマ・核融合 / 原子・分子物理 / 中性粒子入射 / 衝突断面積
研究成果の概要

核融合プラズマ中のタングステン不純物挙動の解明に必要となる水素原子-タングステンイオン衝突断面積を、日本原子力研究開発機構原子力科学研究所設置のタンデム加速器を用いて測定した。施設側の都合でマシンタイムを予定通り確保できなかったため、研究期間を2019年度まで延長した。故障のため更新が必要となっていた重イオンスペクトロメータ分析電磁石磁場測定安定化装置を更新した後、タングステンイオンの水素原子標的衝突後の電荷分布を測定した他、磁場測定安定化装置の調整のため、より広範で強度の高い電荷分布が得られる炭素薄膜標的による電荷分布を測定し発表した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

熱核融合実現のためには、プラズマの効率的な生成と保持はもとより、その状況を把握するための計測や、燃焼灰や不純物の挙動解明など、イオン-原子衝突反応を利用する局面が多く存在するが、必要な衝突データがすべて存在しているわけではない。特にプラズマ中のタングステンイオン不純物の挙動解明は熱核融合研究における重要課題となっているが、その衝突断面積を実際に測定できる原子物理研究者と実験施設は世界的にも限られる。本研究は、水素原子とタングステンイオンの電荷変換衝突断面積を実際に測定するとともに、関連理論計算の精度向上にも役立てるもので、関連機関からも待ち望まれている。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (10件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] P.N. Lebedev Physical Institute(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] パリ第6大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] P.N. Lebedev Physical Institute(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] パリ第六大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] P.N. Lebedev Physical Institute(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 国際原子力機関(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] パリ第六大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 国際原子力機関(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] パリ第六大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] P.N. Lebedev Physical Institute(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Charge state distribution of tungsten ions after penetration of C-foil targets (II)2016

    • 著者名/発表者名
      M. Imai, M. Sataka, M. Matsuda, S. Okayasu, K. Kawatsura, K. Takahiro, K. Komaki, K. Nishio, H. Shibata
    • 雑誌名

      JAERI-Review

      巻: 25 ページ: 49-50

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Charge-state evolution for 1.0 and 2.0 MeV/u C, S, and W ions after C-foil penetration and their application to a benchmark of collision cross sections2019

    • 著者名/発表者名
      M. Imai, M. Sataka, M. Matsuda, S. Okayasu, K. Kawatsura, K. Takahiro, K. Komaki, H. Shibata, K. Nishio, V.P. Shevelko
    • 学会等名
      The 26th International Symposium on Ion-Atom Collisions
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quasi-equilibrium in charge-state evolution for 1.0 and 2.0 MeV/u carbon ions after carbon foil penetration2019

    • 著者名/発表者名
      M. Imai, M. Sataka, M. Matsuda, S. Okayasu, K. Kawatsura, K. Takahiro, K. Komaki, H. Shibata, K. Nishio
    • 学会等名
      The 31st International Conference on Photonic, Electronic, and Atomic Collisions
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Charge-state evolution for C- and W-ions through C-foil penetration2019

    • 著者名/発表者名
      M. Imai, M. Sataka, S. Okayasu, M. Matsuda, K. Kawatsura, K. Takahiro, K. Komaki, H. Shibata, K. Nishio
    • 学会等名
      The 23rd International Workshop on Inelastic Ion-Surface Collisions
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Population of some excited states of projectile ions inside matter probed by zero-degree electron spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      M. Imai, M. Sataka, K. Kawatsura, K. Takahiro, K. Komaki, H. Shibata
    • 学会等名
      The 25th International Symposium on Ion Atom Collisions
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] First-step benchmark of inelastic collision cross-sections for heavy ions using charge-state evolutions after target penetration2018

    • 著者名/発表者名
      M. Imai, V. P. Shevelko
    • 学会等名
      The 30th International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] C, S, Wイオンの固体・気体標的衝突による電離状態2017

    • 著者名/発表者名
      今井誠,松田誠,岡安悟,西尾勝久,左高正雄,高廣克己,川面澄,柴田裕実,小牧研一郎
    • 学会等名
      東海・重イオン科学シンポジウム
    • 発表場所
      日本原子力研究開発機構原子力科学研究所
    • 年月日
      2017-01-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] First step benchmark of inelastic collision cross sections for heavy ions using charge state evolution after target penetration2016

    • 著者名/発表者名
      M. Imai, V.P. Shevelko
    • 学会等名
      IAEA Technical Meeting on Uncertainty Assessment and Benchmark Experiments for Atomic and Molecular Data for Fusion Applications
    • 発表場所
      IAEA Headquarters, Vienna, Austria
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] First step benchmark of inelastic collision cross sections for heavy ions using charge state evolutions via target penetration2016

    • 著者名/発表者名
      M. Imai, V.P. Shevelko
    • 学会等名
      原子衝突学会年会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2016-12-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Scaling rules of electron capture cross sections for slow low-q ions on gaseous targets2016

    • 著者名/発表者名
      M. Imai, A. Itoh
    • 学会等名
      10th International Conference on Atomic and Molecular Data and Their Applications (ICAMDATA 2016)
    • 発表場所
      Gunsan, Republic of Korea
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Basic Atomic Interactions of Accelerated Heavy Ions in Matter2018

    • 著者名/発表者名
      Inga Tolstikhina, Makoto Imai, Nicolas Winckler, Viacheslav Sheveklko
    • 総ページ数
      220
    • 出版者
      Springer, Switzerland
    • ISBN
      9783319749914
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] Basic Atomic Interanctions of Accelerated Heavy Ions in Matter2018

    • 著者名/発表者名
      Inga Tolstikhina, Makoto Imai, Nicolas Winckler, Viacheslav Shevelko
    • 総ページ数
      220
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783319749921
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-22  

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