コンパクトドリフトチューブ型ナノ粒子検出法の創成

• 研究課題/領域番号: 26600126
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: プラズマエレクトロニクス
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 白谷 正治 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 教授 (90206293)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: プラズマ / ナノ粒子計測 / ドリフトチューブ / 水晶振動子 / 電場 / 核融合ダスト / 電場摂動

研究成果の概要

ナノ粒子のサイズ・密度・帯電量とフラックスの計測を可能にする従来にないコンパクトなドリフトチューブ型ナノ粒子検出法を創成を目的とした本研究では、コンパクトドリフトチューブ型ナノ粒子検出法要素技術の検討を行うと共に、製作した直流電圧印加型コンパクトドリフトチューブによるナノ粒子の動的振る舞い計測を実施した。
コンパクトドリフトチューブで捕捉したナノ粒子は、プラズマ中でナノ粒子が液化している事、捕捉粒子のチューブ内サイズ分散や捕捉角度などから、ナノ粒子輸送の情報を含むことを明らかにした。チューブ内ナノ粒子輸送の解析から帯電量などのナノ粒子物性計測が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Deposition rate and etching rate due to neutral radicals and dust particles measured using QCMs together with a dust eliminating filter (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Katayama, K. Koga, D. Yamashita, K. Kamataki, H. Seo, N. Itagaki, M. Shiratani, N. Ashikawa, M. Tokitani, S. Masuzaki, K. Nishimura, A. Sagara, LHD Experimental Group
  • 雑誌名: Proc. 68th GEC/9th ICRP/33rd SPP 巻: 60
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-time mass measurement of dust particles deposited on vessel wall in a divertor simulator using quartz crystal microbalances (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Tateishi, K. Koga, R. Katayama, D. Yamashita, K. Kamataki, H. Seo, N. Itagaki, M. Shiratani, N. Ashikawa, S. Masuzaki, K. Nishimura, A. Sagara, and the LHD Experiment Group
  • 雑誌名: J Nucl Mater 巻: 463 ページ: 865-868
  • DOI: 10.1016/j.jnucmat.2014.10.049
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Contribution of H2 plasma etching to radial profile of amount of dust particles in a divertor simulator (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Tateishi, K. Koga, D. Yamashita, K. Kamataki, H. Seo, N. Itagaki, M. Shiratani, N. Ashikawa, S. Masuzaki, K. Nishimura and A. Sagara, the LHD Experimental Group
  • 雑誌名: J. Phys. : Conf. Series 巻: 518 ページ: 012009-012009
  • DOI: 10.1088/1742-6596/518/1/012009
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] コンパクトドリフトチューブを用いたプラズマ生成ダスト捕集 (2016)
  • 著者名/発表者名: 白谷正治, 片山龍, 古閑⼀憲, 山下大輔, 徐鉉雄, 板垣奈穂, 増崎貴, 芦川直子, 時谷政行, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ白谷正治, 片山龍, 古閑⼀憲, 山下大輔, 徐鉉雄, 板垣奈穂, 増崎貴, 芦川直子, 時谷政行, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] ダイバータシミュレータ内でのコンパクトドリフトチューブを用いたダスト捕集実験 (2015)
  • 著者名/発表者名: 片山龍, 古閑一憲, 山下大輔, 徐鉉雄, 板垣奈穂, 白谷正治, 増崎貴, 芦川直子, 時谷政行, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部 第19回支部大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2015-12-20
• [学会発表] 核融合炉内ダスト計測用コンパクトドリフトチューブの試作 (2015)
  • 著者名/発表者名: 片山龍, 古閑一憲, 山下大輔, 徐鉉雄, 板垣奈穂, 白谷正治, 芦川直子, 時谷政行, 増崎貴, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
  • 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
  • 年月日: 2015-11-24
• [学会発表] Deposition rate and etching rate due to neutral radicals and dust particles measured using QCMs together with a dust eliminating filter (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Katayama, K. Koga, D. Yamashita, K. Kamataki, H. Seo, N. Itagaki, M. Shiratani, N. Ashikawa, M. Tokitani, S. Masuzaki, K. Nishimura, A. Sagara, LHD Experimental Group
  • 学会等名: ICRP9/GEC68/SPP33
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, USA
  • 年月日: 2015-10-14
  • 国際学会
• [学会発表] プラズマ・壁相互作用により発生したダスト堆積とプラズマ発光との相関 (2015)
  • 著者名/発表者名: 片山龍, 古閑一憲, 山下大輔, Hyunwoong Seo, 板垣奈穂, 白谷正治, 芦川直子, 時谷政行, 増崎貴, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
  • 学会等名: 平成27年度（第68回）電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] LHD内バイアス基板への長期ダスト堆積実験 (2014)
  • 著者名/発表者名: 片山龍, 立石瑞樹, 古閑一憲, 山下大輔, 鎌滝晋礼, 徐鉉雄, 板垣奈穂, 白谷正治, 芦川直子, 時谷政行, 増崎貴, 西村清彦 相良明男, LHD実験グループ
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部 第18回支部大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2014-12-20
• [学会発表] プラズマ・壁相互作用により発生したダストの容器壁堆積のその場検出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 立石瑞樹, 片山龍, 古閑一憲, 山下大輔, 鎌滝晋礼, 徐鉉雄, 板垣奈穂, 白谷正治, 芦川直子, 時谷政行 増崎貴, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会九州・沖縄・山口支部 第18回支部大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2014-12-20
• [学会発表] 水素プラズマとグラファイト壁相互作用により発生したダストのその場測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 立石瑞樹, 片山龍, 古閑一憲, 山下大輔, 鎌滝晋礼, 徐鉉雄, 板垣奈穂, 白谷正治, 芦川直子, 増崎貴, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: 朱鷹メッセ, 新潟
  • 年月日: 2014-11-19
• [学会発表] 基板の光学特性に対するダスト堆積の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 片山龍, 立石瑞樹, 古閑一憲, 山下大輔, 鎌滝晋礼, 徐鉉雄, 板垣奈穂, 白谷正治, 芦川直子, 増崎貴, 西村清彦, 相良明男, LHD実験グループ
  • 学会等名: Plasma Conference 2014
  • 発表場所: 朱鷹メッセ, 新潟
  • 年月日: 2014-11-19
• [学会発表] Effects of Dust Deposition on Optical Characteristics of Mirrors Installed on First Wall in LHD (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Katayama, M. Tateishi, K. Koga, D. Yamashita, K. Kamataki, H. Seo, N. Itagaki, M. Shiratani, N. Ashikawa, S. Masuzaki, K. Nishimura, A. Sagara, LHD Experimental Group
  • 学会等名: 15th Workshop on Fine Particle Plasmas
  • 発表場所: National Institute for Fusion Science, Toki
  • 年月日: 2014-10-17
• [学会発表] Development of an in-situ Detection Method of Dust Particles Deposited on Vessel Wall Using Quartz Crystal Microbalances (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Tateishi, R. Katayama, K. Koga, D. Yamashita, K. Kamataki, H. Seo, N. Itagaki, M. Shiratani, N. Ashikawa, S. Masuzaki, K. Nishimura, A. Sagara, LHD Experimental Group
  • 学会等名: 15th Workshop on Fine Particle Plasmas
  • 発表場所: National Institute for Fusion Science, Toki
  • 年月日: 2014-10-16
• [学会発表] Dust collection with dc-biased substrates in large helical device (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Tateishi, K. Koga, D. Yamashita, K. Kamataki, H. Seo, N. Itagaki, M. Shiratani, N. Ashikawa, S. Masuzaki, K. Nishimura, A. Sagara, and the LHD Experimental Group
  • 学会等名: 21th International Conference on Plasma Surface Interactions
  • 発表場所: Ishikawa Ongakudo, Kanazawa
  • 年月日: 2014-05-27
• [備考] プラズマ工学研究室
  • URL: http://plasma.ed.kyushu-u.ac.jp/index.html
• [備考] プラズマ工学研究室
  • URL: http://plasma.ed.kyushu-u.ac.jp/