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部分非接触ダイバータは、閉じ込めを劣化させずにダイバータの熱負荷を低減可能なため、次期核融合装置(ITER)のダイバータ運転モードとして提案されている。しかし、部分非接触プラズマが発生する際、周辺のプラズマ流速は増大し熱負荷が増大するため、ダイバータ板の損耗を増大させると懸念されている。一方、水素・重水素原子のライマン系列の共鳴発光線の再吸収の効果は、再電離を促進させ再結合過程を抑制する可能性がある。そのため、この粒子ドリフトによるプラズマ流速をともなう部分非接触プラズマの形成機構と光再吸収の問題は、ダイバータにおける重要課題の1つになっている。
本研究では、東海大学で考案・開発した高熱流シートプラズマ模擬実験装置(TPD-SheetIV)により、水素又は重水素の部分非接触プラズマを生成し、その際の可視・真空紫外分光計測、粒子ドリフト計測を2次元的に測定し、部分非接触プラズマ形成過程での粒子ドリフトとライマン系列の共鳴発光線の再吸収による再電離の影響の関係を明らかにすることを目的とする。以下に平成19年度の成果を示す。
(イ)可視分光器を購入し、既存の真空紫外分光器とあわせて使用することにより、原子分岐線対法による絶対感度較正を行い、定量的な計測システムを確立した。
(ロ)真空紫外分光器の制御用PCを購入し、各物理量が同時計測可能な計測システムを確立した。
(ハ)マッハプローブによるプラズマ流速計測、及びプラズマの電子温度・密度計測により、プラズマの流れと熱流速の関係を明らかにした。
(二)熱流シートプラズマ電極部を部分非接触プラズマの生成可能な装置に改造し、光再吸収の予備実験を行った。
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