2017 Fiscal Year Annual Research Report
Measurement of the electron velocity distribution function using polarization modulation spectroscopy at the non-inductive startup phase of tokamak plasmas
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16K14527
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
四竈 泰一 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80456152)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | プラズマ偏光分光 / 電子速度分布 / ECR / ECH / 光弾性変調器 / 機器偏光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ECHを利用したトカマク非誘導生成時の電子速度分布時間発展を計測することを目的として，ヘリウム原子発光線の偏光観測にもとづく電子速度分布計測法の開発に取り組んだ．2年目の本年度は初年度の結果を受けて以下の内容を実施した．
(1) 観測窓の複屈折による機器偏光を定量化した．実験で使用した合成石英窓を大気中に置き，既知の直線偏光を通して透過光のストークスパラメータを計測した．この結果，窓の残留応力による偏光の変化は計測誤差以下であり無視できることが分かった．さらに，真空排気時の大気圧応力を固定端円板の近似式で計算し，影響が無視できることを確認した．
(2) 非誘導生成時の初期プラズマと同程度の電子温度，密度を有するヘリウムECRプラズマを用いて電子衝突による偏光を観測した．発光強度が大きい21P-31D線，23P-33D線の2本をECR面に接する視線を用いて計測した．2本の発光線に対して低圧時に偏光度の有意な差が観測され，偏光方向はともに磁場に垂直であった．偏光が電子衝突に由来することを確認するために，ECR面を横切る異なる視線でも計測を行った．偏光度は発光位置における視線と磁場のなす角のサイン2乗に比例して変化する．偏光が共鳴面で生じていると仮定すると，2本の視線で観測される偏光度の比は比例則による予測値と近い値になり，ECR面付近で生じた電子衝突偏光を計測できていることが分かった．2本の発光線の偏光度の違いは励起断面積の違いによるものだと考えられる．
(3) 電子速度分布形状の評価に必要なヘリウム原子衝突輻射モデル解析を行った．電子速度分布形状を求める際には，励起準位の密度およびアライメントの計測値に対して電子速度分布形状を入力とした衝突輻射モデルによる計算値をフィッティングする．速度分布形状が等方なマクスウェル分布の場合にこの解析が可能であることを確認した．
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Research Products
(9 results)
