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異常拡散によるプラズマ閉じ込め劣化の原因として考えられているプラズマ中の静電的ミクロ不安定性や電磁流体力学的(MHD)不安定性によるプラズマの揺動損失についての知見を得るために、プラズマ中の局所的な位置での揺動、特に密度揺動の空間構造を計測することを目的とした新しい計測器の開発を行っている。これは超短パルスが作り出す広帯域マイクロ波を利用した超高時間分解計測でありかつ広空間を単一発信源で計測可能なシステムである。特に超短パルスによるマイクロ波と周波数可変の発振器から出力されたマイクロ波を合成し、周波数をアップシフトさせたこの合成マイクロ波パルスをプローブ光としてプラズマへ入射し、そのマイクロ波の周波数に対応したプラズマ層からの反射マイクロ波を受信することでレーダ計測を行うということを目指している。
今年度は、昨年度開発した周波数可変発振器の周波数設定回路を利用し、任意の周波数にプラズマ放電中にリアルタイムで設定できることを実証した。これによりプラズマ周辺部の最外郭磁気面外側に密度揺動が局所的に存在することを発見することができた。また超短パルスから8〜40GHzの広帯域のマイクロ波を抽出する手法を確立した。これにより複数帯域にわたる周波数成分をそれぞれ必要十分な信号強度に増幅し計測に必要なマイクロ波成分が生成可能となった。大型ヘリカル装置(LHD)を用いたプラズマ実験に適用し、周辺プラズマの詳細な電子密度分布が得ることができるようになり、幅1cm程度の磁気島の存在を計測することができることなどを示した。
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