2021 年度研究成果報告書

ベクトルトモグラフィを応用したプラズマ流ベクトル場イメージング計測の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	18K18747
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分14:プラズマ学およびその関連分野
研究機関	東京大学
研究代表者	田辺博士東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (30726013)
研究期間 (年度)	2018-06-29 – 2022-03-31
キーワード	プラズマ・核融合 / プラズマ診断 / 磁気リコネクション / コンピュータトモグラフィ
研究成果の概要	本研究では、X線CTやMRI等の断層像撮像技法として知られるコンピュータトモグラフィの手法を、プラズマ放射光の分光計測で得られた線スペクトルの測定データ群に応用し、多方向の測定視野で取得したドップラーシフト信号に、スカラー・ベクトルトモグラフィの技法を用いることで温度・流速ベクトル場をイメージングする計測器開発を推進した。96CH/320CHの超高解像分光システム開発、同計測の東京大学プラズマ合体実験応用を進め、磁気リコネクションの加速・加熱を通じて形成される特徴のクリアなイメージングを実現した。
自由記述の分野	プラズマ科学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究ではX線CTやMRIで広く知られるコンピュータトモグラフィの応用分野の中でもとりわけ先進的課題として、測定対象のパラメータが単純なラドン変換で投影されない、線スペクトルのドップラー幅やドップラーシフトといった発光の重み付き平均として得られる投影データから逆問題を解決する手法の開発に取り組んだ。医用数学、流体力学、プラズマ分光学の考え方を動員した分野横断的アプローチで逆問題解決を試みる計測科学としての新規性に加え、実際にデータを取得する測定装置開発、プラズマ実験応用が進められ、シミュレーション予測と異なる新しい構造形成現象を実験主導で新たに発見、プラズマ科学の新しいフロンティアを開拓した。