電子ビーム多価イオントラップで創り出す模擬プラズマの分光学的研究

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22340175
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 坂上 裕之 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (40250112)
• 研究分担者: 中村 信行 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 准教授 (50361837)
• キーワード: EBIT / 多価イオン / タングステン / 分光計測

研究概要

まず、研究実施計画の通り、本研究で用いるCoBIT用の可視分光装置を設置し、多価イオンからの発光線を用いて調整を行った。本イオン源には、既にEUV分光器が設置されており、同一観測平面上でかつ同時に異なった波長領域を観測することが可能となった。
EIBTのイオン種は、希ガスや鉄・スズ・タングステンやビスマスなど選択することが可能であり、核融合プラズマで問題となっている炉材料の元素や、基礎データの不足している元素の多価イオンデータを取得することが目的の一つである。初年度は鉄、およびタングステンの多価イオンの分光計測を行った。
鉄多価イオンでは8価～16価までのEUV波長領域の発光線を確認し、発光線強度比の電子密度依存性や電子エネルギー依存性について定量的に測定した。次期核融合装置の炉内機器材料の候補であるタングステンは重元素であるため、プラズマ中のイオン価数は多岐にわたり、その発光線の同定は非常に複雑で困難であり遷移波長さえもまだ正確に決定されていないのが現状である。我々は今年度タングステン多価イオンの11価～26価までの未同定ラインを可視光領域(300-400nm付近)で40本近く発見することに成功した。現在これらの発光線の遷移波長の決定と同定を進めている。また別の可視光領域(400～600nm付近)で100本近くの未同定タングステン多価イオン発光線を確認しており、早急に同定を行って行く予定である。これらの成果は国際会議の招待講演や9編の査読付き論文によって発表されている。

研究成果

• [雑誌論文] Electron density dependence of intensity ratio for FeXXII extreme ultraviolet emission lines arising from different ground levels in Electron Beam Ion Trap and Large Helical Device (2011)
  • 著者名/発表者名: H.A.Sakaue, 他
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 109 ページ: 073304-073304
  • 査読あり
• [雑誌論文] A compact EBIT for spectroscopic studies of moderate charge state ions (2010)
  • 著者名/発表者名: H.A.Sakaue, 他
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 5 ページ: C08010-C08013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activities at the Tokyo EBIT 2010 (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Nakamura, H.A.Sakaue, 他
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 5 ページ: C08007-C08009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visible spectroscopy of highly charged tungsten ions (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Komatu, H.A.Sakaue, 他
  • 雑誌名: submitted to Journal of Physics : Conference Series 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] EUV spectroscopy of highly charged ions with high- and low-energy EBITs (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Yatsurugi, H.A.Sakaue, 他
  • 雑誌名: submitted to Journal of Physics : Conference Series 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] EUV emission spectra of tron ions following charge exchange collisions with He (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Ohashi, H.A.Sakaue, 他
  • 雑誌名: submitted to Journal of Physics : Conference Series 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Fe XXI spectral line measured in LHD plasma (2010)
  • 著者名/発表者名: I.Murakami, H.A.Sakaue, 他
  • 雑誌名: Plasma Fusion Research 巻: 5 ページ: S2021-1-S2021-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Magnetic Dipole Forbidden Transitions in LHD and Its Application to Burning Plasma Diagnostics (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Morita, H.A.Sakaue, 他
  • 雑誌名: Plasma Science and Technology 巻: 12 ページ: 341-347
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of EUV spectra of Sn XIX-XXII observed in low density plasmas in the Large Helical Device (2010)
  • 著者名/発表者名: C.Suzuki, H.A.Sakaue, 他
  • 雑誌名: J.Phys.B 巻: 43 ページ: 074027-1-074027-6
  • 査読あり
• [学会発表] Spectroscopy of iron and tungsten ions using a low energy compact electron beam ion trap (2010)
  • 著者名/発表者名: H.A.Sakaue
  • 学会等名: The fifth conference on trapped charged particles and fundamental Physics (TCP2010)
  • 発表場所: Saariselka, Finland
  • 年月日: 20100412-20100416
• [学会発表] A compact EBIT for spectroscopic studies of moderate charge state ions (2010)
  • 著者名/発表者名: H.A.Sakaue
  • 学会等名: XI'th International Symposium on Electron Beam Ion Sources and Traps (EBIST2010)
  • 発表場所: Stockholm, Sweden(招待講演)
  • 年月日: 20100407-20100410