新開発半導体検出器を用いたプラズマ閉じ込め電位のX線測定に基づく新計測法の開発

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06452418
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 長 照二 筑波大学, 物理学系, 助教授 (80171958)
• 研究分担者: 田中 茂利 福井工学高等専門学校, 教授, 校長 (20025240) ; 近藤 真史 筑波大学, 物理学系, 講師 (70222247)
• キーワード: 半導体X線計測器 / X線感度理論 / タンデムミラープラズマ / プラズマ計測 / 電位計測 / 電位生成比例則 / X線トモグラフィー / 電位生成機構

研究概要

新型計測器製作と基礎特性の明確化に基づき、従来型電位計測器が準備されているGAMMA10プラグ部電位の計測を、本新方式による電位計測実証の実例として実験・実施した。この結果、両者のよい一致を確認し、学会等にて発表した。
開発した検出器は、厳密な計測ができるがエネルギー波高分析の為、多数ショットとプラズマの再現性を要する。一方、X線トモグラフィー法は単一ショットで計測できるが、X線吸収フィルムを使う「吸収法」の為エネルギー分解能は波高分析法が秀る。これは、夫々の実験装置の目的と用途に応じて使い分けられ、波高分析法による厳密な電位測定とトモグラフィー法による電位分布計測の両方式を本研究でクロスチェックしながら確立を行った。
更に他の計測電位クロスチェック法として、我々が開発した新型端損失粒子計測器(米国のReview of Scientific Instruments誌に掲載)、及び重イオンビームプローブ計測器による電位計測値と比較し、両者のよい一致を見い出した。
以上の様にしてX線計測からプラズマ電位が測定できる事を実証した。
更に、この計測法を用いて、タンデムミラー電位生成に関して、プラグ部電子閉じ込め電位に対し、サーマルバリア電位を変数とした、電子密度をパラメータに取った関数関係を明らかにした。
これは、タンデムミラープラズマの、電位閉じ込めに対する、将来の指針のひとつを与えるものとして、本質的な寄与をするものと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] T. Cho et al.: "Experinental Verification of the Three-Dimensional Diffusion Effect of X-ray-Produced Charges in Semiconductor X-va Detectors on the Qruntum-Effidency Enhamefect" Review of Scientific Instruments. 66NO.2. 2300-2302 (1995)
• [文献書誌] M. Hirata et.al.: "Plasma Electron Temperature Diagnostics Using Semiconductor X-ray Detector Data Anaiysed By a New Theory on the X-ray Responses" Applied Radiation and Isotopes. 46 NO. 617. 491-492 (1995)
• [文献書誌] J. Kohagura et. al,: "Verification of a New Three-Dimensional Charge Diffusion Effect on the X-ray Responses of Multichannel Semiconductor Detector Array" Applied Radiation and Isotopes. 46 NO. 6/7. 489-490 (1995)
• [文献書誌] T.Cho et. al.,: "Observation of X-ray Energy Responses of Silicon Semiconductor Detectors and a New Three-Dimensional Theoretical Model for the Signals of Multichannel Detectors" Applied Radiation and Isotopes. 46 No. 6/7. 487-488 (1995)
• [文献書誌] M. Hirata et. al.: "Plasma Diagnostics Using Vacuum Ultraviolet Radiation And Soft X-rays in the GAMMAIO Tandem Mirror Device" Journal of Election Spectroscopy And Related Phenomena. (in Press).
• [文献書誌] J. Kohagura et. al.,: "A Novel Analysis Method for Plasma Light And Soft X-ray Tomography Data Including the Three-Dimenstonal Diffusion in A Semiconductor Detector Array" Journal of Electron Spectroscopy And Related Phenomena. ((in Press))