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Collective Thomson scattering based on CO$$_{2}$$ laser for ion energy spectrum measurements in JT-60U

JT-60Uにおけるイオンのエネルギースペクトル測定のための炭酸ガスレーザーを用いた協同トムソン散乱計測

近藤 貴; 三浦 幸俊; Lee, S.*; Richards, R. K.*; Hutchinson, D. P.*; Bennett, C. A.*

Kondoh, Takashi; Miura, Yukitoshi; Lee, S.*; Richards, R. K.*; Hutchinson, D. P.*; Bennett, C. A.*

核融合炉心プラズマにおいて、高速$$alpha$$粒子の速度分布計測と、イオン温度計測の確立は重要な課題として挙げられており、計測手法の実証が求められている。JT-60Uでは、ITERにおけるイオン温度と高速アルファ粒子の計測手法の確立を目的として、炭酸ガスレーザー(10.6$$mu$$m, 15 J,1$$mu$$s)による協同トムソン散乱法の開発を行っている。検出器には量子井戸型赤外線検出器(QWIP)を用い、また迷光は高温炭酸ガスセルによって減少させる。JT-60Uに測定装置の設置を行うとともに、赤外ヘテロダイン受信機の検出感度や視野の較正手法を開発した。これを用いてJT-60Uプラズマにレーザーを入射して調整を行ったが、現在までに散乱光スペクトルは得られていない。問題点として、パルスレーザの放電による電気ノイズと、レーザーの周波数のシフトによる迷光の発生が挙げられる。

Measurements of energy spectrum and density profile of confined alpha-particles are required for ITER. Several methods have been proposed, however, a measurement technique hasn't been established yet. A collective Thomson scattering (CTS) system based on a pulsed CO$$_{2}$$ laser is being developed to demonstrate feasibility of alpha-particle diagnostics for ITER. The pulse laser (15J, 1$$mu$$m, 0.6 $$mu$$m) and a wide band (~ 8GHz) heterodyne receiver with a quantum-well infrared photodetector (QWIP) have been developed and installed in the JT-60U tokamak. Stray light is reduced by a notch filter with hot CO$$_{2}$$ gas. Heterodyne receiver is absolutely calibrated using large area blackbody radiation source. Scattered signal from JT-60U plasma has not detected because of electrical noise originated from discharge of the pulsed laser and stray signal caused by impurity of the spectrum of the pulsed laser.

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