Observation of radiation behavior by using an IR imaging bolometer in the JT-60U tokamak

赤外イメージングボロメータによるJT-60Uトカマク放射損失の観測

Parchamy, H.*; Peterson, B. J.*; 木島 滋; 芦川 直子*

Parchamy, H.*; Peterson, B. J.*; Konoshima, Shigeru; Ashikawa, Naoko*

JT-60Uトカマクにおいて、黒化処理した金薄膜(厚さ2.5ミクロン,有効面積9cm7cm)を用いた準接線方向に視野を持つ赤外イメージングボロメータによる放射損失測定が開始された。赤外カメラの時間分解能は30Hzである。薄膜の不均一は今後の較正実験によって補正が可能である。また従来は8ビットの画像信号しか得られなかったが、今回14ビットのディジタル信号が取れるよう改良を行い、さらに磁気シールド及び中性子と線に対するシールドを強化した。前回の測定ではディスラプション時に最大の主プラズマからの放射が観測できた。赤外カメラの画像から放射強度の2次元分布など放射損失の多様な側面を示す情報が得られる。発表ではプラズマからの放射によって熱せられた薄膜の黒体輻射強度分布データを既存の抵抗型ボロメータの信号と比較して紹介する。なお、この研究の一部は科研費の支援(課題番号16560729と16082207)により実施されている。

Foil bolometers are standard magnetic fusion plasma diagnostics, by which the energy lost from the plasma can be detected through the heating of a thin metal foil. Imaging bolometers have been used in experiments to make time traces of radiation, in neutral beam injection heated discharges. In our case, the radiation is observed by a semi-tangentially viewing IR imaging bolometer in the JT-60U Tokamak, where a graphite-coated gold foil with a thickness of 2.5microns and an effective area of 9cm7cm is used. The frame rate of this IR camera is 30Hz. Future calibration of the infrared imaging video bolometer will compensates for nonuniformities in the foil. We also improve the diagnostic by enabling the acquisition of 14bit digital data (compared with 8bit video data in the last campaign) and additional shielding for the IR camera against the magnetic field, neutrons and particles. The maximum brightness of the radiation from the plasma core during a disruption has been visible. The distribution of the radiation intensity in two dimensions (2D) could be inferred from the IR camera. These measurements yield a wealth of information on radiation behavior. The figure shows the intensity distribution of the black body radiation from the foil heated by the plasma radiation. Waveforms of the radiated power signal, shown in the bottom box, are processed with 0.1 second low pass filter for comparison with the imaging bolometer. This work was partly supported by Grants-in-Aid for Scientific Research of the JSPS, Nos.16560729/16082207.