2021 年度研究成果報告書

イメージング分光計測に基づく水素ペレット溶発雲内部構造と粒子供給空間分布の研究

研究課題

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研究課題/領域番号	18K03588
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	後藤基志核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00290916)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード	固体水素ペレット / 完全局所熱平衡 / シュタルク広がり / 占有確率法
研究成果の概要	磁場閉じ込め核融合プラズマでは燃料供給のため固体水素ペレットを入射する。ペレットの周囲には溶発雲と呼ばれる高密度プラズマが生成され、今回、大型ヘリカル装置において、分光学的手法を駆使し、高精度な溶発雲内の電子温度及び電子密度計測を行なった。この結果はプラズマ中での燃料供給空間分布を調べるシミュレーションのための重要な情報の入手に貢献する。特に、スペクトルを理解するためのモデル計算において、これまで説明が困難であった離散的発光線から連続光へと遷移する波長領域の取り扱いを改善することで、計測結果の信頼性向上を果たすことに成功した。
自由記述の分野	プラズマ分光学
研究成果の学術的意義や社会的意義	磁場閉じ込め核融合プラズマでは、効率的な燃料供給手法の確立は重要な課題である。固体水素ペレット入射は有望であるが、まだ溶発および粒子供給機構は完全には理解されていない。本研究で得られた結果は、ペレット溶発のシミュレーションにおいて重要なパラメータを決定することに貢献し、ペレットによる燃料供給効率を最適化するために重要な役割を果たすものである。また、占有確率法の正当性を実験的に検証することにより、占有確率法の基礎となっている原子物理学理論の正当性を示すことにも貢献した。