Energetic ion measurements using a directional probe

方向性プローブを用いた高エネルギーイオン測定

永岡 賢一*; 磯部 光孝*; 篠原 孝司; 長壁 正樹*; 清水 昭博*; 岡村 昇一*

Nagaoka, Kenichi*; Isobe, Mitsutaka*; Shinohara, Koji; Osakabe, Masaki*; Shimizu, Akihiro*; Okamura, Shoichi*

方向性プローブ法は、イオンや電子の分布関数の非等方性を計測することが可能であり、イオン流速の測定法として広く用いられている。この方向性プローブ法を核融合科学研究所のCompact Helical System(CHS)におけるプラズマ中の高エネルギーイオン計測に適用し、最外殻磁気面内側で高エネルギーイオンの局所計測に成功した。2つの計測法実証実験が行われた。一つは、中性粒子ビームのモジュレーションであり、ビームのオン,オフに対応した信号が方向性プローブで観測された。同時に計測が行われた中性粒子分析器(NPA)の結果とも矛盾がなかった。もう一方は、高エネルギー粒子励起のMHDバースト(EPMモード)による高エネルギーイオンの損失を方向性プローブで計測した。Ctr方向のイオン束には、MHDバーストに伴う粒子束の変化が観測されなかったのに対して、Co方向の粒子束にはMHDバーストに対応したイオン束の顕著な増加が観測された。損失イオンプローブ(LIP)による観測結果とも矛盾がなかった。これらの結果から、高エネルギーイオンを方向性プローブ法で計測できることを実験的に示すことができた。

A directional Langmuir probe (DLP) method has been applied for energetic particles (ions) measurement in a magnetically confined plasma. Two experimental demonstrations have been performed in the compact helical system (CHS). One is neutral beam modulation experiment and the other is the measurement of energetic ion loss induced by MHD bursts. The results of the DLP are consistent with that of a neutral particle analyzer (NPA) and a lost ion probe (LIP). These experiments show that this method is applicable outside and also inside of the last closed flux surface.