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燃焼プラズマのためのフーリエ変換分光に基づく新トムソン散乱計測法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18035016
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

波多江 仰紀  日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (10343914)

研究分担者 内藤 磨  日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究主幹 (30354575)
中塚 正大  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 特任研究員 (20088462)
吉田 英次  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 技術専門職員 (30397781)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
17,300千円 (直接経費: 17,300千円)
2007年度: 8,700千円 (直接経費: 8,700千円)
2006年度: 8,600千円 (直接経費: 8,600千円)
キーワード燃焼プラズマ / プラズマ計測 / トムソン散乱 / 偏光干渉計 / フーリエ変換分光 / 国際研究者交流 / オーストラリア / TPE-RX
研究概要

本研究では、世界で初めてフーリエ変換分光の手法をトムソン散乱計測に導入し、核燃焼プラズマの電子温度・密度測定の測定性能を向上させる手法を確立することを目的とし研究を遂行した。本年度の主な成果は、次のとおり。
(1)前年度に開発した分光器を発展的に見直し、臨界プラズマ試験装置JT-60のトムソン散乱計測のための分光器の設計・製作を行った。分光方式には、天文・宇宙分野で実績がある複屈折素子(ウォラストンプリズム、サバール板)を用いた偏光干渉計方式を採用した。この偏光干渉計によるインターフェログラムは2段のイメージインテンシファイアを持つCCDカメラで測定する。
(2)本方式の実証試験を行うために、既存のルビーレーザートムソン散乱装置を利用し、JT-60のプラズマ計測を行うシステムを新たに構築した。プローブビームに10Jのルビーレーザーを用い、集光器で集めた散乱光は、長さ100mの光ファイバーバンドルで計測室に設置した偏光干渉計へ導かれ散乱スペクトルが測定される。JT-60での測定を行うべく装置の調整作業を進めている。
(3)較正手法の開発を行った。最高1500℃まで加熱可能な黒体放射炉、標準光源とハイパスフィルター、ローパスフィルター等の組み合わせ、レーザー等による線スペクトルの発生により、偏光干渉計の波長スペクトル応答を較正できるようにした。また、集光器から分光器までの透過損失スペクトルの測定を実施した。さらに、密度較正については、JT-60真空容器に窒素を充填し、レーリー散乱あるいはラマン散乱を利用し密度の絶対較正を行うことを検討した。
(4)本研究で得られた成果は、論文発表、第13回レーザー応用プラズマ計測に関する国際シンポジウムや国際トカマク物理活動の会合、および国内学会等で発表した。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] トムソン散乱のための先端レーザーの開発研究2008

    • 著者名/発表者名
      波多江 仰紀
    • 雑誌名

      大阪大学レーザーエネルギー学研究センター平成19年度共同研究成果報告書

      ページ: 149-150

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Polarization Interferometer Based on Fourier Transform Spectroscopy for Thomson Scattering Diagnostics2007

    • 著者名/発表者名
      T.Hatae
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research 2

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First operation of Polarization Interferometer for Thomson Scattering Diagnostics2007

    • 著者名/発表者名
      T.Hatate
    • 雑誌名

      Research Report NIFS-PROC 68

      ページ: 142-145

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] プロジェクトレビュー「プラズマ燃焼実験のための先進計測」、3.3先進トムソン散乱計測2007

    • 著者名/発表者名
      波多江 仰紀
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌 83

      ページ: 993-995

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Progress in Development of Edge Thomson Scattering System for ITER2007

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

      Transactions of Fusion Science and Technology (in press)(掲載予定)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of phase conjugate mirror to Thomson scattering diagnostics2006

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

      Review of Scientific Instruments 77(10)(invited)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of Stimulated Brillouin Scattering Phase Conjugate Mirror to Thomson scattering diagnostics in JT 60U and ITER2006

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

      Journal of the Korean Physical Society 49(I)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Polarization Interferometer Based on Fourier Transform Spectroscopy for Thomson Scattering Diagnostics

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

      Plasma and Fusion Research (submitted)(発行年未定)(掲載予定)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 燃焼プラズマのためのフーリエ変換分光に基づく新トムソン散乱計測法の研究2008

    • 著者名/発表者名
      波多江 仰紀
    • 学会等名
      第4回科研費特定領域「プラズマ燃焼のための先進プラズマ計測」シンポジウム
    • 発表場所
      熱海市
    • 年月日
      2008-02-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] JT-60におけるトムソン散乱計測用フーリエ変換分光器の開発2007

    • 著者名/発表者名
      波多江 仰紀
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第24回年会
    • 発表場所
      姫路市
    • 年月日
      2007-11-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] JT-60におけるトムソン散乱用YAGレーザーの増幅特性2007

    • 著者名/発表者名
      北村 繁
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第24回年会
    • 発表場所
      姫路市
    • 年月日
      2007-11-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] JT-60トムソン散乱計測用YAGレーザーを用いたSBSパルス圧縮器の開発2007

    • 著者名/発表者名
      吉田 英次
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第24回年会
    • 発表場所
      姫路市
    • 年月日
      2007-11-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Report of Activities for Fusion Plasma Diagnostics in JAEA2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawano
    • 学会等名
      13th Meeting of the ITPA Topical Group on Diagnostics
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 年月日
      2007-11-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] First operation of Polarization Interferometer for Thomson Scattering Diagnostics2007

    • 著者名/発表者名
      波多江 仰紀
    • 学会等名
      13th International Symposium on LASER-AIDED PLASMA DIAGNOSTICS
    • 発表場所
      Takayama, Japan
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Utility of Polarization Filter Spectrometer for Thomson Scattering2007

    • 著者名/発表者名
      J. Howard
    • 学会等名
      13th International Symposium on LASER-AIDED PLASMA DIAGNOSTICS
    • 発表場所
      Takayama, Japan
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] プラズマエネルギーのすべて2007

    • 著者名/発表者名
      プラズマ・核融合学会編
    • 総ページ数
      164
    • 出版者
      日本実業出版社
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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