2017 Fiscal Year Annual Research Report
Modeling visible forbidden line emission of highly-charged tungsten ions and its application to fusion plasma measurements
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15H04235
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
加藤 太治 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (60370136)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 核融合プラズマ診断 / 可視禁制線 / タングステン多価イオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
国際熱核融合実験炉(ITER）のダイバータ材料にはタングステンが使用される。ITERの高性能プラズマを安定に保持するためには、プラズマ中で強い光放射パワーをもつタングステンの輸送を解明することが必須である。本研究は、重元素多価イオンからの可視域磁気双極子（M1）線がもつ特長を活かした中心プラズマでのタングステン計測法を確立することを目的として実施した。
本研究により、我々は、プラズマ中でのタングステン多価イオンの衝突・輻射モデルを構築し、大型ヘリカル装置（LHD）で観測された可視域M1線発光強度からタングステン多価イオン密度を最尤推定法によって求める方法を開発した。これにより、中心プラズマでのタングステン多価イオン密度分布を可視波長域で実時間で計測することが可能になった。今年度はこの方法を用いて、複数の異なる価数のタングステン多価イオンのM1線スペクトルの解析を行い、LHD中心プラズマ中での価数分布を測定することに成功した。これにより高温プラズマ中でのタングステン多価イオンの電離・再結合速度係数の評価が可能となった。測定された価数分布の結果から、LHD中心プラズマのタングステン多価イオンが電離平衡状態にあることが明らかになり、この知見に基づいて中心プラズマでのタングステン密度の空間分布を推定することが可能になった。推定されたタングステン密度分布のプロファイルは電子温度の空間分布のプロファイルとある相関を持っていることが示された。
389.4nmの26価イオンからのM1線強度について、LHDの重水素プラズマと軽水素プラズマの比較を行った。その結果、重水素プラズマで発光強度の有意な増加が観測された。そのメカニズムはまだ不明であるが、タングステン輸送における水素同位体効果を示唆する結果が初めて得られた。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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