テラヘルツ時間領域分光の高速応答化による高温高密度プラズマ計測法の開発

• 研究課題/領域番号: 22360394
• 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: 徳沢 季彦 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (90311208)
• 連携研究者: 角屋 豊 広島大学, 先端物質科学研究科, 教授 (90263730) ; 田中 謙治 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (50260047) ; 山田 一博 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (80222371)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2010年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
• キーワード: プラズマ計測 / テラヘルツ波 / テラヘルツ / プラズマ・核融合 / 光伝導アンテナ / フェムト秒レーザ- / フェムト秒レーザー

研究概要

核融合炉におけるプラズマ安定制御のための、高信頼計測手法として の適用を目指した、フェムト秒ファイバーレーザー光を励起源とした光伝導アンテナによるテ ラヘルツ時間領域分光法システムを構築し、低損失長距離伝送や高速応答性を付与するための システム開発試験を行い、適用設計のための各種特性データを取得した。また低温プラズマを 用いたテラヘルツ波パルス計測の実証試験を行い解析手法を会得した。

研究成果

• [雑誌論文] Development of Terahertz Pulse Wave Diagnostics for a Magnetized Fusion Plasma Reactor (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Tokuzawa, Y. Kadoya, M. Tani, K. Yamamoto, M. Hangyo, H. Kitahara, K. Tanaka, I. Yamada, and K. Kawahata
  • 雑誌名: Plasma Fusion Research 巻: Vol.8
  • NAID: 130004678535
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Terahertz Pulse Wave Diagnostics for a Magnetized Fusion Plasma Reactor (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Tokuzawa
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 8 号: 0 ページ: 2402063-2402063
  • DOI: 10.1585/pfr.8.2402063
  • NAID: 130004678535
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microwave Doppler reflectometer system in LHD (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tokuzawa, A. Ejiri, K. Kawahata, K. Tanaka, I. Yamada, M. Yoshinuma, K. Ida, and C. Suzuki
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasma Diagnostics Required for a Heliotron-Type DEMO Reactor (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Isobe, T. Akiyama, T. Tokuzawa, T. Tanaka, D. Kato, H. Sakaue, T. Goto, J. Miyazawa, A. Sagara
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: Vol. 7 ページ: 2405053-2405053
  • NAID: 130003383867
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conceptual Design of Electron Density Measurement System for DEMO-Relevant Helical (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Akiyama, R. Yasuhara, T. Tokuzawa, M. Isobe, K. Kawahata, K. Nakayama, S. Okajima
  • 雑誌名: Plasmas, Plasma and Fusion Research 巻: Vol. 7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microwave Doppler reflectometer system in LHD (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Tokuzawa
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 83 号: 10
  • DOI: 10.1063/1.4733736
  • 査読あり
• [雑誌論文] 講座「電磁波 を用いたプラズマ診断の基礎と最前線」 「3.先進計測技術・最近の進展」 「3. 2 ドップラー反射計」 (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tokuzawa, A. Ejiri
  • 雑誌名: プラズマ・核 融合学会誌(Journal of Plasma and Fusion Research) 巻: Vol. 87, No. 6 ページ: 345-349
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Long-Distance Radial Correlation in Toroidal Plsasma Turbulence (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Inagaki, T. Tokuzawa, K. Itoh, K.Ida, S. .I. Itoh, N. Tamura, S. Sakakibara, N. Kasuya, A. Fujisawa, S. Kubo, T. Shimozuma, T. Ido, S. Nishimura, H. Arakawa, T. Kobayashi, K. Tanaka, Y. Nagayama, K. Kawahata, S. Sudo, H. Yamada, A. Komori, and LHD Experiment Group
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: Vol. 107, No.9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long Range Temperature Fluctuation in LHD (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Inagaki, T. Tokuzawa, K. Itoh, K.Ida, S. .I. Itoh, N. Tamura, S. Sakakibara, N. Kasuya, A. Fujisawa, S. Kubo, T. Shimozuma, T. Ido, S. Nishimura, H. Arakawa, T. Kobayashi, M. Yagi, K. Tanaka, Y. Nagayama, K. Kawahata, S. Sudo, H. Yamada, A. Komori, and LHD Experiment Group
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: Vol. 6
  • NAID: 130000903700
  • 査読あり
• [雑誌論文] 講座「電磁波を用」いたプラズマ診断の基礎と最前線」 (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Tokuzawa, et al
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research 巻: 87 ページ: 345-349
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Long-Distance Radial Correlation in Toroidal Plasma Turbulence (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Inagaki, et al
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 巻: 107 号: 11 ページ: 1150011-5
  • DOI: 10.1103/physrevlett.107.115001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long Range Temperature Fluctuation in LHD (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Inagaki, et al
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 6 ページ: 1402017-1402017
  • DOI: 10.1585/pfr.6.1402017
  • NAID: 130000903700
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multifrequency channel microwave reflectometer with frequency hopping operation for density fluctuation measurements in Large Helical Device (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Tokuzawa, A. Ejiri, and K. Kawahata
  • 雑誌名: Device",Review of Scientific Instruments 巻: Vol. 81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Developments of electron cyclotron emission spectroscopy and microwave reflectometry on LHD (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Tokuzawa, K. Kawahata, Y. Nagayama, S. Inagaki, P. Vries, P. Vries, A. Mase, Y. Kogi, Y. Yokota, H. Hojo, K. Tanaka, A. Ejiri, R. O. Pavlichenko, S. Yamaguchi, T. Yoshinaga, D. Kuwahara, Z. Shi, H. Tsuchiya, Y. Ito, S. Hirokura, S. Sudo, A. Komori and LHD Experiment Goup
  • 雑誌名: Fusion Science and Technology 巻: Vol. 58, No.1 ページ: 364-374
• [雑誌論文] Multifrequency channel microwave reflectometer with frequency hopping operation for density fluctuation measurements in Large Helical Device (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Tokuzawa, et al.
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Developments of electron cyclotron emission spectroscopy and microwave reflectometry on LHD (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Tokuzawa, et al.
  • 雑誌名: Fusion Science and Technology 巻: 58 ページ: 364-374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Reversed Shear Alfven Eigenmode Excited by Energetic Ions in a Helical Plasma Profile (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Toi, et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 105
  • 査読あり
• [学会発表] Developments of multi-channel Doppler reflectometer in LHD and THz pulse diagnostics for higher dense plasmas (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Tokuzawa, A. Ejiri, S. Inagaki, K. Ida, M. Yoshinuma, Y. Kadoya, M. Hangyo, M. Tani, K. Yamamoto, K. Tanaka, I. Yamada, K. Kawahata, and LHD Experiment Group
  • 学会等名: 11th International Reflectometry Workshop (IRW11)
  • 発表場所: @Ecole Polytechnique, France
• [学会発表] Developments of THz Pulse Wave Diagnostics for High-Density Plasma (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Tokuzawa, Y. Kadoya, M. Hangyo, M. Tani, K.Yamamoto, J. Kohagura, M. Yoshikawa, M. Nishiura, K.Tanaka, I. Yamada, and K. Kawahata
  • 学会等名: U.S.-Japan Workshop on Millimeter Wave Technology and Fusion Plasma Fluctuation Diagnostics
  • 発表場所: @UCDavis, Claifornia, USA
• [学会発表] マイクロ波ーTHz波パルスを用 いた核燃焼プラズマ計測」、NIFS 一般共 同研究「磁場閉じ込め及び慣性閉じ込め 核融合プラズマ診断の新展開 (2013)
  • 著者名/発表者名: 徳沢季彦、角屋豊, 萩行正憲, 谷正彦, 山本晃司, 小波蔵純子, 吉川正志, 西 浦正樹, 田中謙治, 山田一博, 川端一 男
  • 学会等名: 」核融合エ ネルギーフォーラムプラズマ物理クラ スター計測サブクラスター合同会合
  • 発表場所: @核融合科学研究所
• [学会発表] Developments of THz Pulse Wave Diagnostics for High-Density Plasma (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Tokuzawa
  • 学会等名: U.S.-Japan Workshop on Millimeter Wave Technology and Fusion Plasma Fluctuation Diagnostics
• [学会発表] Developments of Terahertz Pulse Wave Diagnostics for Magnetized Fusion Plasma Reactor (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tokuzawa, Y. Kadoya, M. Tani, K. Yamamoto, M. Hangyo, H. Kitahara, K. Tanaka, I. Yamada, and K. Kawahata
  • 学会等名: 22th International Toki Conference (ITC-22) on Cross-Validation of Experiment and Modeling for Fusion and Astrophysical Plasmas
  • 発表場所: Ceratopia Toki, Toki-City, Gifu, Japan
• [学会発表] Developments of Nuclear Fusion Plasma Diagnostics Using by Pulsed Terahertz Wave (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tokuzawa, Y. Kadoya, M. Tani, K. Yamamoto, M. Hangyo, H. Kitahara, K. Tanaka, I. Yamada, and K. Kawahata
  • 学会等名: International Symposium on Frontiers in THz Technology (FTT 2012)
  • 発表場所: Todaiji Culture Center, Nara, Japan
• [学会発表] ミリ波を 用いた核燃焼プラズマ中のD/T燃料 比計測法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 徳沢季彦、江尻晶 、関哲夫
  • 学会等名: 第7回公開シンポジウ ム「核融合炉実現のためのトリチウム研 究の新展開
  • 発表場所: @ウインク愛知
• [学会発表] ミリ波ーテラヘル ツ波を用いた核融合炉心プラズマ計 測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 徳沢季彦、角屋豊、谷正彦、萩行正憲、 江尻晶、川端一男
  • 学会等名: 第9回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
• [学会発表] Developments of Pulsed Terahertz Wave Diagnostics for Nuclear Fusion Plasma Experiments (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tokuzawa, Y. Kadoya, M. Tani, K. Yamamoto, M. Hangyo, H. Kitahara, K. Tanaka, I. Yamada, and K. Kawahat
  • 学会等名: 4th International Workshop on Far-Infrared Technologies 2012 (IW-FIRT2012)
  • 発表場所: FIR-FU,Fukui
• [学会発表] テラヘルツ波パルスの高温プラズマ 計測への適用に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tokuzawa, M. Hangyo, H. Kitahara, M. Tani, K. Yamamoto, Y. Kadoya, K.Tanaka, I. Yamada, and K. Kawahata
  • 学会等名: レーザー研シンポジウム2012
  • 発表場所: 大阪大学銀杏会館
• [学会発表] ミリ波を用いた核燃焼プラズマ中のD/T燃料比計測法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 徳沢季彦、江尻晶、関哲夫
  • 学会等名: 特定領域「核融合ト リチウム」研究発表/交流会
  • 発表場所: @ウインク愛知
• [学会発表] Developments of Terahertz Pulse Wave Diagnostics for Magnetized Fusion Plasma Reactor (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tokuzawa
  • 学会等名: 22th International Toki Conference (ITC-22), on Cross-Validation of Experiment and Modeling for Fusion and Astrophysical Plasmas
• [学会発表] Developments of Nuclear Fusion Plasma Diagnostics Using by Pulsed Terahertz Wave (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tokuzawa
  • 学会等名: International Symposium on Frontiers in THz Technology
• [学会発表] ミリ波ーテラヘルツ波を用いた核融合炉心プラズマ計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 徳沢季彦
  • 学会等名: 第９回核融合エネルギー連合講演会
• [学会発表] Developments of Pulsed Terahertz Wave Diagnostics for Fusion Plasma (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Tokuzawa, et al
  • 学会等名: 21st International Toki Conference
  • 発表場所: Ceratopia Toki
  • 年月日: 2011-11-28
• [学会発表] テラヘルツ波を用いた高温高密度プラズマ計測法の開発(II) (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Tokuzawa, et al
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 石川県立音楽堂
  • 年月日: 2011-11-22
• [学会発表] Progress of Doppler reflectometer in LHD and TST-2 (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Tokuzawa, et al
  • 学会等名: 10th International Reflectometry Workshop
  • 発表場所: Consorzio RFX, Padova, Italy
  • 年月日: 2011-05-05
• [学会発表] ミリ波を用いた核燃焼プラズマ中のD/T 燃料比計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 徳沢季彦、江尻晶、関哲夫、川端一男
  • 学会等名: 核融合エネルギーフォ ーラムプラズマ物理クラスター計測サ ブクラスター平成22 年度第2回会合及 び科研費特定領域「プラズマ燃焼のため の先進計測」会合
  • 発表場所: 原子力機構システム計算科学センター7 階大会議室
  • 年月日: 2011-02-02
• [学会発表] マイクロ波による核燃焼プ ラズマの密度・揺動計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 徳沢季彦, 角屋豊, 萩行正憲, 谷正彦, 田中謙治, 山田一博, 江尻晶, 関哲夫, 川端一男
  • 学会等名: NIFS 一般共 同研究「高密度核融合プラズマ診断の新 展開」核融合エネルギーフォーラムプラ ズマ物理クラスター計測サブクラスタ ー合同会合
  • 発表場所: 核融合科学研究所
• [学会発表] Kawahata,"Developments of HighTemperature and High-Density Plasma Diagnostics Using a Terahertz Wave (II) (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tokuzawa, Y. Kadoya, M. Hangyo, M. Tani, K.Tanaka, I. Yamada, and K. Kawahata,
  • 学会等名: Plasma Conference
  • 発表場所: Ishikawa Ongakudo, Japan
• [学会発表] Developments of Pulsed Terahertz Wave Diagnostics for Fusion Plasma (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tokuzawa, Y. Kadoya, M. Hangyo, M. Tani, K.Tanaka, I. Yamada, and K. Kawahata
  • 学会等名: 21st International Toki Conference (ITC-21)
  • 発表場所: Ceratopia Toki
• [学会発表] Application plan of terahertz wave diagnostics for high-temperature and high-density plasma experiments (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Tokuzawa, Y. Kadoya, M. Hangyo, K. Tanaka, I. Yamada, and K. Kawahata
  • 学会等名: International Workshop on Optical Terahertz Science and Technology (OTST 2011)
  • 発表場所: Santa Barbara, CA, USA
• [学会発表] Developments of terahertz wave diagnostics for high-temperature and high-density plasma experiments (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Tokuzawa, Y. Kadoya, M. Hangyo, K. Tanaka, I. Yamada, and K. Kawahata
  • 学会等名: 20th International Toki Conference (ITC-20) on The Next Twenty Years in Plasma and Fusion Science
  • 発表場所: Ceratopia Toki, Toki-City,Gifu, Japan
• [学会発表] テラヘルツ波を用いた高温高密度プラズマ計測法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 徳沢季彦、角屋豊、萩行正憲、田中謙治、山田一博、川端一男
  • 学会等名: 第27回プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館
• [学会発表] Developments of terahertz wave diagnostics for high-temperature and high-density plasma experiments (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Tokuzawa, et al.
  • 学会等名: 20th International Toki Conference
  • 発表場所: Ceratopia Toki