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

2013 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)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: タングステン / 多価イオン / EUV / 分光計測

研究概要

今年度は、前年度に引き続き、可視分光装置及びEUV分光装置を用い、多価イオンの発光スペクトルの観測を試みた。EBIT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。
前年度から核融合プラズマで問題になっているタングステン多価イオンに注目し、発光線の同定を行ってきた。今回初めて同定された微細構造遷移も数多く存在し、多くの重要な電子データを提供してきた。今年度は理論計算により予想された、タングステン多価イオン26+の5s-4f遷移の発光線の測定を試み、初めて100オングストローム付近にその発光線を確認した。しかもLHDプラズマにタングステン不純物ペレットを入射しEUVスペクトルを測定したところ、100オングストローム付近に同様の発光線を確認することにも成功した。
このように我々の多価イオン源を用い、核融合プラズマで得られるであろうスペクトルを、電子エネルギーを広範囲で走査することによって模擬することが可能であることが実証された。これらの実績を踏まえ、今後は、核融合に有用な基礎データの収集を進め核融合に貢献するばかりでなく、広く原子分子基礎データを整備することで他の分野へも広げていく必要があると考えている。
これらの成果は2014年ウィーンで行われるIAEA Technical Meetingにおいて招待講演で報告する予定である。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Visible transitions of highly charged tungsten ions observed with compact electron beam ion trap (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Minoshima, J. Sakoda, A. Komatsu, H. A. Sakaue, X. D. Ding, D. Kato, I. Murakami, C. Z. Dong, F. Koike and N. Nakamura
  • 雑誌名: Phys. Scr. 巻: T156 ページ: 014010
  • DOI: 10.1088/0031-8949/2013/T156/014010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extreme ultra-violet emission spectroscopy of highly charged gadolinium ions with an electron beam ion trap (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Ohashi, H. A. Sakaue and N. Nakamura
  • 雑誌名: Phys. Scr. 巻: T156 ページ: 014013
  • DOI: 10.1088/0031-8949/2013/T156/014013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of visible forbidden lines from highly charged tungsten ions at large helical device (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Kato, M. Goto, S. Morita, I. Murakami, N. Makamura, H. A. Sakaue S. Sudo, C. Suzuki, N. Tamura and H. Watanabe
  • 雑誌名: Phys. Scr. 巻: T156 ページ: 014081
  • DOI: 10.1088/0031-8949/2013/T156/014081
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical spectral analysis of EUV emissions from lanthanide atomic ions in plasmas (2013)
  • 著者名/発表者名: F. Koike, I. Murakami, C. Suzuki, D. Kato, H. A. Sakaue, S. Morita, M. Goto, T. Kato and A. Sasaki
  • 雑誌名: Phys. Scr. 巻: T156 ページ: 014079
  • DOI: 10.1088/0031-8949/2013/T156/014079
  • 査読あり
• [雑誌論文] A study of tungsten spectra using large helical device and compact electron beam ion trap in NIFS. (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Morita, C.F. Dong, M. Goto, D. Kato, I. Murakami, H.A. Sakaue, M. Hasuo, F. Koike, N. Nakamura, T. Oishi, A. Sasaki and Y.A.Podpaly
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1545 ページ: 143-152
  • 査読あり
• [雑誌論文] EBIT spectroscopy of highly charged heavy ions relevant to hot plasmas. (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Nakamura, D. Xiao-BinI, D. Chen-Zhong, H. Hara, D. Kato, F. Koike, I. Murakami, T. Nakano, H. Ohashi, H.A. Sakaue, H. Watanabe, T. Watanabe and N. Yamamoto
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1545 ページ: 64-71
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomic and Molecular databases and Data Evaluation Activities at the National Institute for Fusion Science (2013)
  • 著者名/発表者名: I. Murakami, D. Kato, M. Kato, F. Koike, H.A. Sakaue and T. Kato
  • 雑誌名: Fusion Science and Technology 巻: 63 ページ: 400-405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective screening of iron impuritirs in the ergodic leyer of the Large Helical Device with a metallic first wall (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Morita, C.F. Dong, M. Kobayashi, M. Goto, X.L. Husng, I. Murakami, T. Oichi, E.H. Wang, M. Ashilawa, K. Fujii, M. Hasuo, H. Kasahara, D. Kato, F. Koike, S. Masuzaki, H.A. Sakaue, T. Shikama, N. Yamaguchi and the LHD Experiment Group
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 53 ページ: 093017-093028
  • DOI: 10.1088/0029-5515/53/9/093017
  • 査読あり
• [学会発表] LHDプラズマ中タングステン可視域禁制線の高波長分解偏光分離分光計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤井恵介、加藤太治、中村信行、坂上裕之、中井悠太、篠原正季、高橋佑理子、後藤基志、森田繁、蓮尾昌裕
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] タングステン多価イオンの衝突輻射モデルの構築と極端紫外スペクトル解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村上泉、加藤太治、坂上裕之、鈴木千尋、森田繁、後藤基志、佐々木明、山本則正、小池文博
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] LHDでのタングステン多価イオンM1遷移の観測と電離/再結合係数データ評価II (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤太治、坂上裕之、後藤基志、森田繁、村上泉、鈴木千尋、田村直樹、須藤滋、中村信行、小池文博、Xiaobin Ding、佐々木明
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] 鉄多価イオン(FeXV)のEUV発光線強度比の電子エネルギー依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 坂上裕之, 中村信行, 山本則正, 加藤太治, 村上泉, 渡邉鉄哉
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20130925-28
• [学会発表] 多価イオン照射酸化エルビウムの発光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井祥吾、櫻井誠、坂上裕之、加藤太治、大谷俊介
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20130925-20130928
• [学会発表] 小型電子ビームイオントラップを用いたタングステン多価イオンのEUV分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林優介、大橋隼人、坂上裕之、加藤太治、村上泉、中村信行
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20130925-20130928
• [学会発表] イオンビーム照射によるタングステン表面から後方散乱する励起原子の発光分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井康弘、加藤太治、剣持貴弘、坂上裕之、古屋謙治、本橋健次
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20130925-20130928
• [学会発表] Spectroscopy of highly charged tungsten ions with a compact electron beam ion trap (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki A. Sakaue, Daiji Kato, Izumi Murakami and Nobuyuki Nakamura
  • 学会等名: 28th International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions (ICPEAC)
  • 発表場所: Lanzhou, China
  • 年月日: 20130624-20130630
• [学会発表] 電子ビームイオントラップを用いたプラズマ光源関連イオンのEUV分光 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大橋隼人, 東口武史, 坂上裕之, 中村信行
  • 学会等名: レーザー学会第450会研究会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2013-10-22
• [産業財産権] 電子ビーム多価イオン源における多価イオン生成法 (2013)
  • 発明者名: 坂上裕之・櫻井誠
  • 権利者名: 坂上裕之・櫻井誠
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2012-110731
  • 出願年月日: 2013-11-28
  • 外国