| 研究課題/領域番号 |
17H03509
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
斉藤 輝雄 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 特命教授 (80143163)
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| 研究分担者 |
立松 芳典 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (50261756)
久保 伸 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (80170025)
田中 謙治 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (50260047)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | プラズマ計測 / 協同トムソン散乱 / サブテラヘルツ帯ジャイロトロン |
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| 研究実績の概要 |
2018年度早期にジャイロトロンを核融合研に移設・加熱装置室所定の場所にジャイロトロンを設置、必要な配管・配線を行い、発振特性および放射形状を確認した。並行して、加熱装置室からLHD本体室に配管されている3.5インチコルゲート導波管にジャイロトロン出力結合するためのミラー伝送系、導波管真空窓および導波管切替器を製作した。さらに、高感度受信系の動作確認も行った。これらは、斉藤、久保、田中、下妻，西浦に加え、福井大学工学研究科の大学院生2名とともに進めた。以上を平成30年11月までに完了し、12月以降のLHD実験期間中にサブテラヘルツ帯ジャイロトロンを用いた世界で初めてのCTS実験を試行した。
LHDにおけるCTS実験装置の開発の成果を国際会議20th Joint Workshop on Electron Cyclotron Emission and Electron Cyclotron Resonance Heating (EC20)および43 International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Wavesで発表するとともに国内会議でも報告した。また、これらを学術論文にまとめて投稿した。さらに、2017年度のジャイロトロン特性測定実験で発見した多周波数発振現象を国際共同研究として解析し、理論的な解釈を得ることに成功した。この成果を2019年9月に開催される国際会議44 International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Wavesに投稿した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2017年度は、目標であったパルス幅を100マイクロ秒まで延伸すること、二重真空窓効果や周波数スペクトルデータの蓄積、ジャイロトロン出力の長距離伝送のための3.5インチコルゲート導波管伝送試験等を順調に完了し、2018年年度のCTS実験のための準備を完了した。
2018年度は、ジャイロトロンを核融合研に移転し、発振特性の再確認・ジャイロトロン出力の3.5インチコルゲート導波管系への結合・LHDのプラズマ発生のタイミングに合わせたトリガー系およびデータ取り込み系の整備を行い、CTS実験を試行した。2018年度中にCTS信号を得るには至らなかったが、サブテラヘルツ帯ジャイロトロンを用いたCTS実験の成功の一歩手前まで到達することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
CTS信号が見えない原因として、ジャイロトロン出力がLHDまでうまく伝送されていない可能性、受信系の感度不足、ジャイロトロンの出力不足等が考えられる。このうち、ジャイロトロン出力の伝送に関しては、LHD真空容器の入射窓直前でコルゲート導波管のマイターベンドを取り外して、伝送ビームの品質と電力を確認する。問題がある場合は、ミラー伝送系およびコルゲート導波管への結合部の光軸を再調整する。受信系は2018年度のCTS実験の試行中、LHDプラズマからの電子サイクロトロン放射が受信できていることから大きい問題はないと思われるが、アンプの最適化等を検討する。ジャイロトロンは，可能な限り、出力上昇とパルス幅延伸を図る。これらの調整をLHD実験サイクル開始までに終了する。これは、斉藤、久保、田中、西浦と研究協力者で進める。
この準備によりCTS信号を受信する。さらに、LHD実験サイクル中、可能な限りCTS実験を実施して，イオン温度・高エネルギーイオンの情報を解析できるデータを蓄積する。
以上の結果を国内外会議で発表するとともに学術論文にまとめ、本課題を完了する。
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