新しいポリクロメーターを用いた先進トムソン散乱計測

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K03586
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分14020:核融合学関連
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 山田 一博 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (80222371)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: トムソン散乱計測 / プラズマ計測 / 核融合プラズマ / LHD / ポリクロメーター

研究成果の概要

核融合プラズマの温度を計測するためのトムソン散乱計測の先進的開発研究を行いました。トムソン散乱計測においてトムソン散乱光の波長を分析するポリクロメーターは，測定する温度範囲や計測精度を決める重要な要素です。これまでのLHDトムソン散乱計測のポリクロメーターは波長チャンネル数が5で，散乱角約167度の後方散乱光を観測し，20 eV - 10 keV（220万度 - 1.1億度）の温度範囲に最適化して設計されています。本申請課題では測定温度領域の拡大と計測精度の向上を目的とし，後方散乱に加えて散乱角約13度の前方散乱光も観測できるよう波長チャンネル数9の新しいポリクロメーターを開発しました。

自由記述の分野

核融合学

研究成果の学術的意義や社会的意義

トムソン散乱計測装置は，核融合プラズマの三つの重要パラメーターの一つであるプラズマの温度を計測する基幹計測装置です。核融合研のLHDトムソン散乱装置は，後方散乱と前方散乱の二つを観測できるメリットを活かし，これまでの測定温度領域20 eV - 10 keVから1 eV - 20 keVに拡大するためのポリクロメーターを開発しました。併せて，後方散乱では磁力線に対して垂直成分，前方散乱では平行成分を観測できます。これにより，磁場閉じ込め核融合プラズマにおける電子温度の非等方性の観測が可能になり，新しい世代の核融合研究に資する計測機として期待されます。