研究課題
DTプラズマに閉じ込められたアルファ粒子はプラズマの自己加熱源となり燃焼を持続させる役割を担うが、そのアルファ粒子の磁場中での挙動を計測する決定的な方法が今だない。ここではヘリウム中性粒子ビームにより、2個の電子を与えてアルファ粒子を中性化する方法について、要素開発とシステムとしての確認を行うことを目標とする。具体的には、1.要素開発として最も重要な能動計測用ビーム源の開発:特に飛行中性化法によりプラズマ透過性の良いヘリウム中性ビームが生成されていることをプラズマ透過実験により確認する、2.多穴電極によるヘリウムビーム引き出しと負イオンへの変換法の開発、3.大型ヘリカル装置LHDにおける能動中性化実験データーを解析し、システムとしての整合性を確認するための原理検証実験を行う、4.候補となる検出器の、耐久テストと中性子誘導信号の絶対値および誘導スペクトルに関する試験データーを取得する、5.以上の結果をもとにITERの実機にたいするシステム設計を行う、ことを目標としている。今年度の成果は以下の通りである。(1)TOF(飛行時間法)によりHe負イオンの自然寿命を利用して中性化するためのテストスタンドの設計を行い、部分的に準備を開始した。具体的にはこの計画の鍵となるHe正イオンとHe負イオン生成用リチウムセルの製作が終了した。現在性能試験実験の準備中である。また、2重荷電変換で生成したHe負イオンを加速管の入り口まで輸送するビーム光学系が重要でありその設計をおこなった。これらは、以下の実機サイズの開発の基礎データとなる。(2)多穴電極によるヘリウムビーム引き出しと中性化法の開発装置については、産業総合研究所の最近の強収束型イオン源について調査を行った.その成果を取り入れれば実機に使用できるHe正イオン源が可能となることがわかった。(3)検出器について、耐放射線性と高温での動作と言う点でダイアモンド検出器が有望であることがわかった。今年度は最近シンポが著しいCVDダイアモンドを使った検出器について調査をおこなった。(4)核燃焼実験計画の進展と最新のビーム技術について調査をおこなった。
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