核融合炉心プラズマ中水素原子密度計測のための高ダイナミックレンジ分光法の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24860037
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 藤井 恵介 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10637705)
• 研究期間 (年度): 2012-08-31 – 2014-03-31
• キーワード: プラズマ分光 / 核融合プラズマ / 中性粒子輸送

研究概要

分光計測のダイナミックレンジは，計測に用いるCCDカメラのダイナミックレンジと，分光器内での光の回折による像の広がりにより制限されることを明らかにした．まず，読み出しノイズが小さく読み出し速度の大きいCMOSカメラと信号の平均操作を組み合わせることで光検出器のダイナミックレンジを向上した．次に，刻線数・実効面積の大きな回折格子を用いて，回折による像の広がりを抑制し，併せて6桁のダイナミックレンジの分光計測システムを開発した．本分光システムを核融合科学研究所で生成される高温水素プラズマからの発光計測に適用し，計測した水素原子線スペクトルからプラズマ中の中性水素原子密度を導出する手法を開発した．

研究成果

• [雑誌論文] Development of a high dynamic range spectroscopic system for observation of neutral hydrogen atom density distribution in Large Helical Device core plasma (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Fujii, S. Atsumi, S. Watanabe, T. Shikama, M. Goto, S. Morita, and M. Hasuo
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 85 ページ: 023502
  • DOI: 10.1063/1.4863650
  • 査読あり
• [学会発表] 高イオン温度LHDプラズマに対する高ダイナミックレンジBalmer-α線分光計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中井悠太,篠原正季,高橋佑理子,後藤基志,森田繁,蓮尾昌裕,藤井恵介
  • 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: 2014-03-27
• [学会発表] 高ダイナミックレンジBalmer-α線分光法によるLHDコアプラズマ中水素原子密度のポロイダル分布の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤井恵介,後藤基志,森田繁,蓮尾昌裕
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第30回年会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2013-12-05
• [学会発表] Electron Density Dependence of the Neutral Hydrogen Atom Transport in LHD Core Plasmas Studied by Balmer-αSpectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Fujii, M. Goto, S. Morita, and M. Hasuo
  • 学会等名: 9th Asia Plasma and Fusion Association Conference
  • 発表場所: Gyeongju City, Korea
  • 年月日: 2013-11-05
• [学会発表] Wing Suppression of Instrumental Functions by Beam Shaping for High Dynamic Range Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Atsumi, T. Shikama, M. Hasuo, and K. Fujii
  • 学会等名: 9th Asia Plasma and Fusion Association Conference
  • 発表場所: Gyeongju City, Korea
  • 年月日: 2013-11-05
• [学会発表] 高ダイナミックレンジ分光計測のためのスペクトル裾部装置関数の制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渥美俊介,四竈泰一,蓮尾昌裕,藤井恵介
  • 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: 2013-09-28
• [学会発表] LHDプラズマ中Balmer-α線の高ダイナミックレンジ高分解分光計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤井恵介,渥美俊介,渡辺翔,後藤基志,森田繁,蓮尾昌裕
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] LHDにおける中性水素ダイナミクスの分光研究における中性水素ダイナミクスの分光研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤井恵介,四竈泰一,後藤基志,森田繁,蓮尾昌裕
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第29回年会
  • 発表場所: 福岡県春日市
  • 年月日: 2012-11-27
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://oel.me.kyoto-u.ac.jp/