Evaluation of dependence of current decay time on electron temperature measured by He I line intensity ratios in JT-60U tokamak

JT-60UトカマクにおけるHeI発光線強度比によって測定された電子温度に対する、電流減衰時間依存性の推定

岡本 征晃*; 平石 剛大*; 大野 哲靖*; 高村 秀一*; 仲野 友英; 河野 康則; 小関 隆久; 杉原 正芳

Okamoto, Masaaki*; Hiraishi, Takehiro*; Ono, Noriyasu*; Takamura, Shuichi*; Nakano, Tomohide; Kawano, Yasunori; Ozeki, Takahisa; Sugihara, Masayoshi

トカマクプラズマのディスラプション時に真空容器にかかる電磁力を推定するにはプラズマ電流の減衰時間を正確に定めることが重要で、L/Rモデルによるとそれは電子温度の3/2乗に比例する。ディスラプション発生時には莫大な熱負荷がかかるためラングミュアプローブを挿入して電子温度を定めることは困難である。そこでわれわれは電子温度に敏感な中性ヘリウムの発光線を高時間分解で測定する方法を提案する。分光器では観測光を3分岐しそれぞれバンドパスフィルターを用いて分光し光電子増倍管を用いて計数する。この3本の発光線の強度比を衝突放射モデルによって解析する。この手法を幾つかのプラズマ装置で試し、ラングミュアプローブによる測定値と比較することで妥当性が確認された。ここではJT-60Uのディスラプション発生時の電子温度の時間変化を測定する。

It is of importance to evaluate the decay time of the plasma current for estimation of the electromagnetic force acting on the vacuum vessel during plasma disruptions in tokamak devices. The L/R model predicts that the decay time is proportional to three-haves power of the electron temperature, indicating the importance of the electron temperature for the estimation. However, it is difficult to measure the electron temperature of the disruptive plasma with the Langmuir probe due to the heat flux and due to the significant electromagnetic force. We propose a measurement technique of the electron temperature by using temperature-sensitive He I lines with high time resolution. In this method, the incident light to a spectrometer is divided into three, each of which transmits a bandpass filter, and then is measured with an absolutely calibrated photo-multiplier. The measured intensity ratios are analyzed with a collisional-radiative model. It is confirmed that the electron temperature determined by this technique is in agreement with that measured by a Langmuir probe in some devices. In the present work, the temporal evolution of the electron temperature during the disruptive plasma of JT-60U is measured with this technique.