MeV領域重イオンビームプローブ法の確立

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08044183
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 濱田 泰司 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (20023723)
• 研究分担者: KRUPNIK L. ウクライナ国立科学センター, 教授 ; CROWLEY T. レンセラー工科大学, 助教授 ; CONNOR K.A. レンセラー工科大学, 教授 ; 藤沢 彰秀 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (60222262) ; 井口 春和 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (40115522)
• キーワード: 重イオンビーム / プラズマ電位 / プラズマ揺動 / 軌道制御 / イオン源 / 加速器 / プラズマ計測 / HIBP

研究概要

(1)CHS装置に於ける揺動計測のため、二次ビームの12chチャンネル検出器を製作し、軌道計算に基づいてCHS真空容器内の設置した。ビーム検出板の前面に設置したバイアス電極でプラズマ光による二次電子電流を押さえる方式をテストしたが、複雑なヘリカル磁場の構造により全チャンネルについて同時に二次電子電流を押さえることができず、LHDに適用する場合にはチャンネルごとのバイアス電極が必要である。
(2)CHSの実験では高い時間、空間分解能によりポテンシャルのダイナミックな振る舞いを測定することに成功した。この結果はヘリカル系磁場閉じ込めにおけるプラズマの粒子拡散束と径電場との非線形関係及びその結果生じる遷移現象を示すものとして新しい知見をもたらした。これらの結果はプラズマ物理及び計測の新しい進展として評価され、98年度のプラズマ物理の国際会議(ICPP98)及び米国電気学会主催のプラズマ科学の国際会議(ICOPS)の招待講演に推薦された。
(3)1998年にはスペインの原子力研究所(CIEMAT)において、重イオンビームプローブが稼働する予定である。この設計、製作の中心となっているハリコフ及びクルチャトフのチームとCHS実験の成果に基づく研究協力を進めることで合意した。
(4)JIPPT-IIUの実験データ解析を通して、多チャンネル同時検出方式により、電位揺動についてもを空間多点の相関計測が可能であることを実証した。また、新しい長寿命イオン源の開発に関してウクライナのチームと研究協力を進めることに合意した。
これらの結果はすべてLHDの6MeV HIBP開発の基礎となるものである。

研究成果

• [文献書誌] Y.Hamada, A.Nishizawa, Y.Kawasumi, et al.: "Density Fluctuation in JIPP T-IIU Tokamak Plasmas Measured by a Heavy Ion Beam Probe" Nuclear Fusion. 37・7. 999-1014 (1997)
• [文献書誌] Y.Hamada, A.Fujisawa, H.Iguchi, A.Nishizawa, at al: "A Tandem Parallel Plate Analyzer" Rev.Sci.Instrum.68・5. 2020-2022 (1997)
• [文献書誌] A.Fujisawa, S.Kubo, H.Iguchi, H.Idei, et.al.: "An Experimental Study of Plasma Confinement and Heating Efficiency through the Potential Profile Measurements with a Heavy Ion Beam Probe in the Compact Helical System" Proc.16th IAEA Fusion Energy Conference,Montreal 1996.2. 41-54 (1997)
• [文献書誌] A.Fujisawa, H.Iguchi, S.Lee, Y.Hamada, et.al.: "Effect of Horizontal Injection Angle Displacements on Energy Measured with Parallel Plate Energy Analyzer" Rev.Sci.Instrum.68・10. 3741-3743 (1997)
• [文献書誌] A.Fujisawa, H.Iguchi, S.Lee, and Y.Hamada: "Consideration of Fluctuation in Secondary Beam Intensity of Heavy Ion Beam Probe Measurements" Rev.Sci.Instrum.68・9. 3393-3399 (1997)
• [文献書誌] A.Fujisawa, H.Iguchi, H.Sanuki, K.Itoh, S.Lee, et al.: "Dynamic Behavior of Potential in the Plasma Core of the CHS Heliotron/Torsatron" Phys.Rev.Lett.79・6. 1054-1057 (1997)
• [文献書誌] A.Fujisawa, H.Iguchi, S.Lee, T.P.Crowley, et al.: "Direct Observation of Potential Profiles with a 200 keV Heavy Ion Beam Probe on the Compact Helical System" Phys.Plasma. 4・5. 1357-1361 (1997)
• [文献書誌] Y, Hamada: "Density,Potential and Magnetic Turbulence measurements by a heavy Ion beam Probe in Tokamak Plasmas" Fusion Engneering and Design. 34-35. 25-35 (1997)
• [文献書誌] Y.Hamada, A.Nishizawa, Y.Kawasumi, et.al.: "Transition of Fluctuation Characteristics Observed by A Heavy Ion Beam Probe in the JIPP T-IIU Tokamak" Fusion Engneering and Design. 34-35. 657-661 (1997)
• [文献書誌] Y.Hamada, A.Nishizawa, Y.Kawasumi, et.al.: "Plasma Potential Fluctuations and Large Qusio Coherent Modes Observed by a Heavy Ion Beam Probe on the JIPP T-IIU Tokamak" Fusion Engneering and Design. 34-35. 663-666 (1997)
• [文献書誌] Y.Hamada, A.Nishizawa, Y.Kawasumi, et.al.: "Calibration of a Heavy Ion Beam Probe for the JIPP T-IIU Tokamak by aGas Puffing" Fusion Engneering and Design. 34-35. 667-670 (1997)
• [文献書誌] S.Lee, A.Fujisawa, T.P.Crowley, H.Iguchi, et al.: "Calibration of the CHS HIBP Ion Beam Trajectory with a Gas Ionization Method" Fusion Engneering Design. 34-35. 645-648 (1997)
• [文献書誌] A.Fujisawa, H.Iguchi, S.Lee, T.P.Crowley, et al.: "Potential Profile measurements on Compact Helical System (CHS) Using a 200 keV Heavy Ion Beam Probe" Fusion Engneering and Disign. 34-35. 649-651 (1997)
• [文献書誌] T.P.Crowley, H.Iguchi, A.Fujisawa, S.Lee, et al.: "Heavy Ion Beam Probe Sample Volume Effects in Helical Devices" Fusion Engneering and Design. 34-35. 653-656 (1997)