Charge exchange neutral particle measurements with natural diamond detector under the deuterium-deuterium neutron field on JT-60U tokamak

JT-60UにおけるDD中性子場でのダイヤモンド検出器を用いた荷電交換中性粒子計測

石川 正男; 草間 義紀; 武智 学; 西谷 健夫; 森岡 篤彦; 笹尾 真実子*; 磯部 光孝*; Krasilnikov, A.*; Kaschuck, Y. A.*

Ishikawa, Masao; Kusama, Yoshinori; Takechi, Manabu; Nishitani, Takeo; Morioka, Atsuhiko; Sasao, Mamiko*; Isobe, Mitsutaka*; Krasilnikov, A.*; Kaschuck, Y. A.*

JT-60Uにおいて天然ダイヤモンド検出器(NDD)を用いた高速中性粒子計測を開始した。NDDは非常にコンパクトかつ高エネルギー分解能,操作性の容易さなど多くの特長を併せ持つ。現在、NDDをJT-60Uトカマクの接線ポートに設置し、接線NBI、特にNNBIによって生成される高エネルギーイオンの振る舞いを、荷電交換された高速中性粒子を測定することで調べている。しかし、NDDは中性子及び線等にも感度を持つ。特に、JT-60Uの重水素プラズマ実験では、DD中性子が中性粒子計測の大きなノイズ源となる。そこで、放射線シールド(ポリエチレン厚25cm, 鉛厚10cm)を検出器の周りに設置することでノイズ源を減少させている。これまで、NBI時に、これまで得られなかった入射エネルギーに対応した中性粒子の連続エネルギー分布を得るとともに、鋸歯状振動やアルフベン固有モード等の不安定性発生時の中性粒子束の増加を観測している。NDDの重水素プラズマにおける中性粒子エネルギー分析器としての性能を示すとともに、高エネルギーイオンの挙動を調べるうえでの有用性を示した。

Measurement of energy distribution of charge exchange neutral particles by using Natural Diamond Detector (NDD) has been started on the JT-60U Tokamak. Because the NDD is sensitive to neutrons and -rays too, the radiation shield has been set up around the NDD. Then energy distribution of neutral particles corresponding to injected neutral beam energy are successfully obtained. Also, enhance of neutral particle flux due to sawtooth oscillation and Alfven Eigenmode induced by N-NBI was observed. The performance of the NDD as CX neutral particle analyzer under the DD neutron filed was demonstrated on JT-60U.