高温プラズマからの分光スペクトルによるプラズマ診断と原子過程

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01580007
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 加藤 隆子 核融合科学研究所, 助教授 (20115546)
• 研究分担者: 藤本 孝 京都大学, 工学部, 教授 (90026203) ; 政井 邦昭 核融合科学研究所, 助手 (80181626)
• キーワード: 高温プラズマ / 分光スペクトル / プラズマ診断 / 原子過程 / H様,He様イオン / 炭素,酸素イオン

研究概要

1.H様、He様イオンからの時間依存X線スペクトル解析
トカマク及び太陽フレア-から測定された時間依存高分解X線スペクトルを解析し、イオン比とスペクトル線強度の時間変化を同時に説明するモデルを見いだしプラズマの動的な振るまいを調べた。この結果プラズマの生成時には超熱的電子の影響が大きく、超熱的電子により生成された高電離イオンから発生する再結合過程によるスペクトル線の寄与がある事が明かになった
2.周辺プラズマでの炭素、酸素イオンからのスペクトル線及び密度効果
炭素原子からの可視領域スペクトル線(n=3‐4)の強度計算を衝突輻射モデルを用いて行った。実効的な電離係数の密度依存性も求め10^<13>cm^<-3>より影響があることが解った。その他のイオンに対してはn=2,3のレベルを考慮して係数方程式を解ける様にした。
3.中性ビ-ム入射時の電荷移行によるスペクトル線と密度効果
加熱用の中性ビ-ムとプラズマ中のイオンとの電荷移行過程によりイオンからスペクトル線が放出される。スペクトル線の強度は同じ主量子数の間の衝突(1‐mixing)により大きく変化する。又異なる主量子数間の衝突によっても変化する。これらの変化を定量的に調べた。
4.原子デ-タの収集と評価
ITERではHeビ-ムによるプラズマ診断を計画している。そのためにHe原子に関する原子デ-タが必要である。He原子と電子との衝突による励起断面積のデ-タ収集を行った。N原子及びN様イオンに対する電子衝突断面積のデ-タのレビュウを行った。

研究成果

• [文献書誌] T.Kato,K.Masai,M.Arnaud: "Comparison of Ionization Rate Coefficients of Ions from Hydrogen through Nichel" NIFS-DATA-14. (1991)
• [文献書誌] T.Kato ahd K.Masai: "X-ray Spectra from Hinotori Setellite and Suprathermal Electrons," Lecture Notes in Physics,(Springer-Verlag)Flare Physics in Solar Activity Maximum22,. 387. 137-140 (1991)
• [文献書誌] T.Kato,K.Masai,T.Fujimoto,F.Koike,E.Kallne,E.S.Marmer and J.E.Rice: "Effects of State-Selective Charge-Exchage Processes on the He-like Spectra from Alcator C Tokamak" Phys.Rev.A. 40. 6776-6784 (1991)
• [文献書誌] T.Kato,Y.Itikiwa K.Sakimoto: "Compilation of Excitation Cross Sections for He Atoms by Electron Impact" NIFS-DATA-15. (1992)
• [文献書誌] K.Ida and T.Kato,: "Line-Emission Cross Sections for the Charge-exchange Reaction between Fully Stripped Carbon and Atomic Hydrogen in Tokamak Plasma" NIFS-129. (1992)
• [文献書誌] F.J.de Heer,T.kato.A.E.Kingston,R.K.Janev: "Recommended data base for electron impact excitation and ionization of helium atoms," INDC(NDS)-253/N2,. 20-28 (1992)