研究課題
基盤研究(B)
トレーサー内蔵ペレットによりプラズマ中に導入された不純物トレーサーの挙動を様々な計測手法により高い精度で観測することができた。荷電交換分光計測(CXRS)では、荷電交換断面積が低くなる高エネルギー(150〜180keV)の負イオン中性粒子ビーム(NB)においても、真空紫外(VUV)・超軟X線(USXR)域での計測を行うことにより、トレーサーイオンからの発光計測の原理検証ができた。これに基づいて、分光器の改善、多チャンネル化を進めることで、さらに高い精度でトレーサー粒子の輸送を計測する道が開かれた。また、LHDにビームエネルギーの低い(40keV)正イオンNBが整備されたことから、本研究で得られた知見を活かし、同ビームによる可視域CXRSを行うことで、非常に高い空間分解能をもっトレーサー粒子の輸送計測や可視域とVUV・USXR域におけるCXRSの総合的な比較への準備が整った。また、通常のVUV及びX線分光計測では、電子密度、電子温度がほとんど変化していないような状況下でトレーサーイオンの輸送の変化を捉えることができた。これは、今後の高空間分解能化に向けての重要な基礎となった。AXUVダイオードアレイによる計測では、トモグラフィー像再構成により高温プラズマ中のトレーサー粒子の挙動を2次元的に観測することができた。今後、適切な分光素子を組み合わせることで、AXUVダイオードアレイによる計測は、強力な輸送イメージング計測に発展することが期待される。以上の計測で得られた実験データを精度良く解析するために必要な輸送計算コードの開発を行い、ほぼ完成させた。これにより、不純物輸送の物理解明に必要なツールの一つを確保できたと言え、今後は同コードによる解析を進めて、粒子輸送の物理解明を目指す。これらの結果を基に、トレーサー内蔵ペレットによる高温プラズマ中における本格的な粒子輸送のイメージング計測への準備ができた。
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