高速イオン励起揺動の励起機構の解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22860076
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 伊藤 隆文 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, COE研究員 (60581056)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 核融合 / ヘリカル / 高速イオン / 速度分布 / アルヴェン固有モード / 荷電交換分光

研究概要

核融合プラズマにおいて、高速イオンはプラズマ中に励起される揺動と相互作用して異常輸送あるいは第一壁へ損失する可能性がある。このため、高速イオンと揺動との相関を実験的に調べることが不可欠である。本研究では、高速イオンの速度分布および密度の空間分布を同時に測定できる高速イオン荷電交換分光法(FICXS)を用いて、これを高速化して揺動計測に対応させ、高速イオンによる揺動励起の物理機構の解明に寄与することを目的とする。まず、揺動と特に相互作用しやすい周回粒子に対応するため、トロイダル形状のプラズマを接線方向から観測する視野を整備し、観測結果から高速イオン速度分布および密度分布を評価する計算コードを構築した。計算コードでは計測ビーム分布、原子過程や偏光等の要素を現実に即して詳細に取り込む改良を行い、120keV/amu程度までの周回粒子の速度分布および密度分布が再現できた。これにより、不純物線による寄与が十分無視できる波長域において中性化した高速イオンからの荷電交換光の高速な観測に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] High Speed Detection of Doppler-shifted Ha Lights from Charge Exchange Interaction for Measurement of Fast Ion Distribution (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, M. Osakabe, K. Ida, 他3名
  • 雑誌名: Annual report of National Institute for Fusion Science ページ: 138
  • URL: http://www.nifs.ac.jp/report/annrep11/pdf/138.pdf。
• [雑誌論文] Fast Ion Charge Exchange Spectroscopy on Tangential Viewing Geometry in LHD (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, M. Osakabe, K. Ida, 他4名
  • 雑誌名: Annual report of National Institute for Fusion Science ページ: 80
  • URL: http://www.nifs.ac.jp/report/annrep11/pdf/080.pdf。
• [雑誌論文] The diagnostic technique for fast-ions spatial distribution measurement via charge exchange spectroscopy on LHD (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, M. Osakabe, K. Ida, 他4名
  • 雑誌名: Proceeding of JSPS-CAS Core University Program Seminar on Production and Control of High Performance Plasmas with Advanced Plasma Heating and Diagnostic Systems 巻: Vol.84 ページ: 284-293
• [雑誌論文] Fast ion charge exchange spectroscopy adapted for tangential viewing geometry in LHD (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, M. Osakabe, K. Ida, 他10名
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: Vol.81 ページ: 327-1-327-4
  • DOI: DOI:10.1063/1.3502331。
  • 査読あり
• [学会発表] Development and application of active charge exchange spectroscopy for study of fast ion distribution and transport on LHD (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, M. Osakabe, K. Ida, 他8名
  • 学会等名: 18th International Stellarator/Heliotron Workshop & 10th Asia Pacific Plasma Theory Conference
  • 発表場所: South Durras, New South Wales, Australia
  • 年月日: 2012-02-01
• [学会発表] Experimental evaluation of fast ion confinement by fast ion charge exchange spectroscopy in LHD (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, M. Osakabe, K. Ida, 他8名
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 石川県金沢市
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] Fast ion charge exchange spectroscopy for high energy ions produced by N-NB (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, M. Osakabe, K. Ida, 他8名
  • 学会等名: 12th IAEA Technical Meeting on Energetic Particles in Magnetic Confinement Systems
  • 発表場所: Austin, Texas, USA
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] The diagnostic technique for fast-ions spatial distribution measurement via charge exchange spectroscopy on LHD (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, M. Osakabe, K. Ida, 他4名
  • 学会等名: JSPS-CAS Core University Program Seminar on Production and Control of High Performance Plasmas with Advanced Plasma Heating and Diagnostic Systems
  • 発表場所: Guilin city, Guangxi, PRC
  • 年月日: 2010-11-03
• [学会発表] Evaluation of Fast-ion Confinement with Three dimensional Magnetic Field Configurations on LHD (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Osakabe, T. Ito, R. Seki, 他13名
  • 学会等名: 23rd IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Daejon, ROK
  • 年月日: 2010-10-15
• [学会発表] LHDにおける高速イオン荷電交換分光による高速イオン分布の観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤隆文,長壁正樹,居田克己, 他10名
  • 学会等名: 第8回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 岐阜県高山市
  • 年月日: 2010-06-11
• [学会発表] Fast ion charge exchange spectroscopy adapted for tangential viewing geometry in LHD (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, M. Osakabe, K. Ida, 他10名
  • 学会等名: 18th Topical Conference on High-Temperature Plasma Diagnostics
  • 発表場所: Wildwood, New Jersey, USA
  • 年月日: 2010-05-17