Evaluation of ECE spectra on the oblique propagation and application to electron temperature measurement in a reactor grade tokamak

炉心級トカマクプラズマにおける斜め伝搬ECEスペクトルの評価と電子温度測定への適用

佐藤 正泰; 諌山 明彦

Sato, Masayasu; Isayama, Akihiko

磁場閉じ込め装置の高温プラズマにおける電子サイクロトロン放射(ECE)の相対論的効果を明らかにするために数値計算を行った。炉心級プラズマにおけるECEの電子温度測定においては、磁場に直交な視線の場合、相対論的効果の影響を考慮する必要があることはよく知られている。視線を磁場に対して直交から斜めにした場合、ドップラー効果が大きくなるが、相対論的効果が少なくなることが期待される。それぞれの影響を評価するために、ECEの放射輝度の数値計算を行った。まず、相対論的球対称Maxwell分布に対する斜め伝搬ECEの放射率を導出した。この式は、視線が磁場に直交する場合のTrubnikovの式の拡張にあたる。この式をもとに放射輸送の式を解いて、観測方向を全立体角にわたってスキャンし、斜め伝搬のECEを評価した。電子温度が25keV以下であれば、観測方向を水平面から斜めにすることにより、中心の電子温度を測定することができる。しかし、それより高い温度では、従来用いられている2倍高調波から求める方法では中心温度を求めることができない。光学長を評価し2倍高調波の吸収を考慮する方法により、測定できる可能性があることを指摘する。

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