燃焼プラズマのための高空間・高時間分解LIDARトムソン散乱計測の検討

Advanced Thomson scattering diagnostics for burning plasmas

波多江 仰紀; 中塚 正大*; 吉田 英次*; 内藤 磨; Howard, J.*

Hatae, Takaki; Nakatsuka, Masahiro*; Yoshida, Hidetsugu*; Naito, Osamu; Howard, J.*

トムソン散乱法は、プラズマの電子温度・密度を計測する方法であり、燃焼プラズマの最も重要な診断手法の一つである。核融合炉では、装置が大型かつ複雑になるため、トムソン散乱測定系の構成にさまざまな制約が課せられる。この制約を満たし燃焼プラズマ計測のために必須とされているのがLIDARトムソン散乱法(以下、LIDARと略す。)である。国際熱核融合実験炉(ITER)のコアプラズマ計測においてもLIDARが検討されているが、空間分解能は10cm程度が限界であり、輸送障壁などの研究を行うには今後より高い空間分解能のLIDARが必要と考えられている。本研究では、LIDAR方式による燃焼プラズマのための温度・密度の高空間・高時間分解診断システムの検討を進めている。このシステムの測定性能としては、空間分解能1cm程度,測定周期100ms以下,電子温度測定領域100eV40keV,密度測定範囲310mを目標とした。おもにレーザー,分光器,検出器について検討を行い、次のことがわかった。本計測ではパルス幅47ps,エネルギー7J,波長750nm,繰り返し周期10Hzのレーザーが必要となるが、コンパクトなレーザーシステムを構築する場合、アレキサンドライトレーザーが最適である。高スループット,波長チャンネル光路を等しくした新型ポリクロメータを提案した。検出器であるストリークカメラでは、光電面にGaAsを用いることにより、従来の数倍の量子効率が得られ、S/N比が改善される。

no abstracts in English