光共振器を利用した水素負イオン温度計測法の開発

• 研究課題/領域番号: 25800307
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 中野 治久 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (90442524)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 水素負イオン温度 / 水素負イオン密度 / Cavity Ringdown Method / レーザー計測 / イオン源 / 中性粒子ビーム / 光脱離反応 / 水素負イオン / Cavity Ringdown

研究成果の概要

水素負イオンとは水素原子に１つ電子が多くついたイオンである。水素負イオンを粒子ビームとして用いる水素負イオン源が核融合炉の加熱装置の一つ中性粒子ビーム入射装置NBIに用いられている。NBIの更なる高性能化には水素負イオン源の高性能化が重要な開発要素の一つである。本研究において、水素負イオン源の高性能化に寄与する基礎研究に必要な水素負イオン温度を、光共振器を用いた方法で計測する手法を開発に成功した。既存の光共振器を用いた水素負イオン密度計測法を応用した物であり、水素負イオン密度と温度を同時計測可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Hydrogen Atom Temperature Measured with Wavelength-Modulated Laser Absorption Spectroscopy in Large Scale Filament Arc negative Hydrogen Ion Source (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Nakano, S. Nishiyama, M. Goto, K. Tsumori, M. Kisaki, K. Ikeda, K. Nag aoka, M. Osakabe, Y. Takeiri, O. Kaneko, K. Sasaki
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1655 ページ: 020018-020018
  • DOI: 10.1063/1.4916427
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] H- Density Profile Parallel to Plasma Grid in H- Source for Neutral Beam (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakano, H., Tsumori, K., Kisaki, M., Shibuya, M., Ikeda, K., Nagaoka, K., Osakabe, M., Kaneko, O., Asano, E., Kondo, T., Sato, M., Sekiguchi, H., Komada, S., and Takeiri, Y.
  • 雑誌名: Annual Report of National Institute for Fusion Science 巻: April 2012 - March 2013 ページ: 201-201
• [学会発表] 水素負イオン源の引出領域における温度と密度分布 (2015)
  • 著者名/発表者名: 水素負イオン源の引出領域における温度と密度分布, *中野治久、津守克嘉, 池田勝則, 木崎雅志, S. Geng, 渋谷真之, 永岡賢一, 長壁正樹, 竹入康彦, 金子修
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 東京都新宿区
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] Consideration of Negative Hydrogen Ion Temperature Measurement with Cavity Ringdown Method (2014)
  • 著者名/発表者名: Haruhisa Nakano
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: Niigata, Japan
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Measurement of Gas Temperature in Negative Hydrogen Ion Source by Wavelength-Modulated Laser Absorption Spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: S. NISHIYAMA, K. SASAKI, H. NAKANO, M. GOTO, M. KISAKI, K. TSUMORI, NIFS-NBI TEAM
  • 学会等名: 67th Annual Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: North Carolina, United State of America
  • 年月日: 2014-11-02 – 2014-11-07
• [学会発表] Hydrogen Atom Temperature measured with Wavelength-Modulated Laser Absorption Spectroscopy in Lage Scale Filament Arc Negative Hydrogen Ion Source, The 4th International Symposium on Negative Ion Beams and Sources (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Nakano, S. Nishiyama, M. Goto, K. Tsumori, M. Kisaki, K. Ikeda, K. Nagaoka, M. Osakabe, Y. Takeiri, O. Kaneko and K. Sasaki
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Negative Ion Beams and Sources
  • 発表場所: Garching, Germany
  • 年月日: 2014-10-06 – 2014-10-10
• [学会発表] H- Density Behavior for Positive and Negative Extraction and Bias Voltages (2013)
  • 著者名/発表者名: Haruhisa Nakano, Katsuyoshi Tsumori, Masashi Kisaki, Masayuki Shibuya, Katsunori Ikeda, Kenichi Nagaoka, Masaki Osakabe, Osamu Kaneko, Eiji Asano, Tomoaki Kondo, Mamoru Sato, Haruro Sekiguchi, Seiji Komada, and Yasuhiko Takeiri
  • 学会等名: The 15th International Conference of Ion Source
  • 発表場所: Makuhari Messe International Convention Complex, Chiba, Japan
• [学会発表] 波長変調レーザー吸収分光法による水素負イオ ン源内の水素原子温度計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中野治久, 西山修輔, 後藤基志, 津守克嘉, 木崎雅志, 池田勝則, 渋谷真之, 永岡賢一, 長壁正樹, 浅野英児, 近藤友紀, 佐藤守, 関口温朗, 竹入康彦, 金子修, 佐々木浩一
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第３０回年会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス、東京