高温プラズマ中の軽元素不純物挙動解明への真空紫外レーザー蛍光分光法の適用

1986 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 61580011
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 村岡 克紀 九大, 国立大学(その他), 教授 (80038546)
• 研究分担者: 内野 喜一郎 九州大学, 総合理工学研究科, 助教授 (10160285) ; 岡田 龍雄 九州大学, 工学部, 助教授 (90127994)
• キーワード: 軽元素不純物 / レーザー螢光法 / 真空紫外レーザー / レーザー分光法 / 水素炭素 / 高温プラズマ / 二光子共鳴 / 波長変換

研究概要

高温プラズマ中に混入する不純物や、水素のリサイクリニグ研究のためには、軽元素の遷移波長に同調できる真空紫外レーザーを用いたレーザー螢光法が大きな可能性を持つと考えられ乍ら、この波長域での可変波長レーザーに十分なものがなく実験が行える段階に達していない。そこで、本研究では可変波長色素レーザーの非線形媒質による高調波発生により目的を達するべく光源の開発から研究に着手し、以下の結果を得た。
(1)昭和60年度までに製作したライマニα線に同調可能な光源について光軸の設計変更等を行い、安定な10W以上の出力を半日以上にわたって維持できるようにした。またスペクトル制御についても予備測定を行った。
(2)水素原子検出については、ライマニβ線の二光子励起をArFレーザーのストークス線を用いて行い、螢光観測をバルマーα線で行えば、光学的アクセスその他が真空紫外の場合に比して大幅に緩和され、大形プラズマ装置で実行出来るシステムになりうることを示した(裏面第6文献として発表予定)。(3)真空紫外レーザーの波長同調域を拡げるため、金属蒸気中の二光子共鳴四波長混合により炭素の共鳴線に同調できる出力10Wの光源を得た(第1文献として発表)。色素と金属媒質を変えれば、ベリリウム,酸素等ほとんどすべての軽原子に同調できる光源を得ることが出来る。
以上新領域のレーザー螢光法の発展の研究と併せて、現在のレーザー光源を用いた高温プラズマ中の粒子挙動解明のためのSN比の検討(第3文献に発表して、第5文献に投稿中),それを用いてのヘリオトロニEプラズマ中の粒子挙動の解明(第2文献として発表)を行い、高温プラズマ中への水素原子の侵入,その異方性,プラズマの粒子閉じ込め時間の評価等について成果を挙げた。

研究成果

• [文献書誌] 岡田龍雄,西尾文孝,荒木俊司,前田三男,村岡克紀,赤崎正則: レーザー研究. 14. 136-145 (1986)
• [文献書誌] K Uo;T Obiki;K Muraoka,et al: Proceedings of the 11th International Conference on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research. IAEA-CN-47/D-I-1. (1986)
• [文献書誌] 岡野大祐,内野喜一郎,村岡克紀,赤崎正則,前田三男,RFC-XX-Mグループ: 核融合研究. 57. (1987)
• [文献書誌] D Okano;K Uchino;A Shimizu;K.Muraoka;M Maeda;M Akazaki;S Sudo;O Motojima;A Iiyoshi;K Uo: Journal of Nuclear Materials. 145&146. (1987)
• [文献書誌] D Okano;K Uchino;K Muraoka;M Akazaki;M Maeda;K Adati;R Kumazawa;T Kawamoto;RFC-XX-M Group: Plasma Physics and Controlled Fusion.
• [文献書誌] 岡田龍雄,梶木喜裕,梶原寿子,村岡克紀,前田三男,赤崎正則: 核融合研究.