ITERだより,6

森 雅博; 吉田 英俊

プラズマ・核融合学会誌, 83(11), P. 928, 2007/11

http://www.jspf.or.jp/Journal/PDF_JSPF/jspf2007_11/jspf2007_11-928.pdf

(1)昨年11月にITER計画参加国により調印されたITER協定は、その批准手続き等、参加各国の国内手続きがすべて完了して本年10月24日に発効した。このことにより、ITER協定の下にITER計画を実施する「ITER国際核融合エネルギー機構(ITER機構)」が正式に発足した。また、ITER協定の発効を受け、文部科学省は同日、ITER協定に基づく活動を行う我が国の国内機関に日本原子力研究開発機構を指定した。(2)本年7月の暫定ITER理事会により暫定理事会の諮問委員会として、ITER運営諮問委員会(MAC)とともに、ITER科学技術諮問委員会(STAC)の設置とその最初の任務が決定された。このSTACに対する最初の任務として、新たな"Project Baseline documents"を評価することが要請された。(3)2007年7月に核融合フォーラムの発展継承となる核融合エネルギーフォーラムが発足した。10月に開催された運営会議で、ITER設計書の評価について国から正式な依頼があり、運営会議の下に新設されたITERBA技術推進委員会で間もなくその評価検討が開始される予定である。

Current status and future prospects of the JT-60U control system

米川 出; 川俣 陽一; 戸塚 俊之; 赤坂 博美; 末岡 通治; 吉田 英俊

Fusion Engineering and Design, 71(1-4), p.11 - 15, 2004/06

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2004.04.003

UNIXを基本としたワークステーションとVME-busシステムから構成されるJT-60制御系は1991年の改造以来、先進プラズマ制御実験をはじめとする数々のプラズマ実験において重要な役割を果たしてきた。JT-60の制御系を統括する全系制御設備は、旧式の制御用計算機とCAMACシステムで構成されていたが、上記の改造により、プラズマ制御系は0.25ミリ秒の超高速でプラズマの位置形状同定,制御,表示を行っている。またJT-60を構成する各設備の制御系も全系制御設備と同様に旧式の制御系からワークステーションとVME-busシステムという組合せを基本としたシステムへの改造を逐次、進めている。現在、JT-60は、放電時間の伸長作業と同時に制御系の改良・開発が行われている。これまでの制御系の開発・改造と、現在行われている改造・開発計画について、その概要を報告する。

How many wavelength channels do we need in Thomson scattering diagnostics?

内藤 磨; 吉田 英俊; 北村 繁; 佐久間 猛*; 小野瀬 義秋*

Review of Scientific Instruments, 70(9), p.3780 - 3781, 1999/09

https://doi.org/10.1063/1.1149994

プラズマ中の電子温度、密度の測定に用いるトムソン散乱計測では、散乱された光を多数の波長チャンネルで検出した方が精度が上がるが、その分コストもかかる。このため本論文では現実的な測定条件下において妥当な波長チャンネル数の指針を与えた。まずチャンネル数の如何に依らない測定誤差の理論的下限が存在することを示した。次に与えられたチャンネル数において測定誤差を最小にする波長チャンネルの配置を求め、この時の誤差が理論的下限値にどれくらい近いかによって最適性の判断を行った。通常の測定では理論限界の90%程度の測定精度を持っていれば十分と考えられる。以上のことから、400-700nmの波長領域を測定する典型的なルビーレーザー散乱システムにおいては、0.01-10keVの温度領域の測定には7チャンネル、0.1-10keVでは5チャンネルあれば良いことを明らかにした。

A Compact and high repetitive photodiode array detector for the JT-60U Thomson scattering diagnostic

吉田 英俊; 内藤 磨; 佐久間 猛*; 北村 繁; 波多江 仰紀; 長島 章

Review of Scientific Instruments, 70(1), p.747 - 750, 1999/01

https://doi.org/10.1063/1.1149435

コンパクトで高い繰返し計測が可能な2次元型検出器をJT-60Uトムソン散乱測定装置用に開発した。機器構成は、短波長で高い量子効率を持つ光電面、指向性を重視した近接型一段加速のマイクロチャンネルプレート、高速応答できる蛍光面、空間分割20でスペクトル分割12の240chフォトダイオードアレイ、1ミリ秒以内にデータ読み込みやA/D変換、メモリーへの転送・書き込みを行うパラレル/シリアルデータ処理ユニットである。上述した短波長で高い分光感度を持つ本検出器の特性を生かし、長波長側で高い透過率を持つように分光光学系で使用するレンズ類の無反射コーティング等の設計に留意した結果、広いスペクトル帯域幅でトムソン散乱光の測定を可能にし、10keVを越す炉心プラズマの超高温電子温度測定にも本検出器は安定かつ高い信頼性で適用できることを、JT-60Uトムソン散乱測定装置で実証した。

JFT-2MトカマクにおけるTVトムソン散乱装置の技術開発と運転

椎名 富雄; 山内 俊彦; 石毛 洋一*; 高橋 明*; 吉田 英俊; 小澤 皓雄; 河村 茂*; 秋本 宣章*; D.Dimock*; B.LeBlanc*; et al.

JAERI-Tech 98-048, 49 Pages, 1998/10

JAERI-Tech-98-048.pdf:2.16MB

TVトムソン散乱装置(TVTS:プリンストン大学と共同で開発した計測器)が完成し、運転を始めてから6年(1993~1998)が経過した。その間にハードウェア上及びソフトウェア上の問題点が数多く発生し、その都度装置の改良に迫られたが、現象を慎重に検討し、運転をしながら問題点を解決してきた。本報告書では、蓄積されたTVTS装置の運転上のノウハウについてまとめるとともに、TVTSの運転方法も記述した。

Characteristics of edge pedestal width in JT-60U ELM-free H-mode plasmas

波多江 仰紀; 鎌田 裕; 石田 真一; 福田 武司; 滝塚 知典; 白井 浩; 小出 芳彦; 菊池 満; 吉田 英俊; 内藤 磨

Plasma Physics and Controlled Fusion, 40(6), p.1073 - 1083, 1998/00

https://doi.org/10.1088/0741-3335/40/6/013

Hモードプラズマでは、プラズマ周辺部で熱と粒子の輸送が改善される。このとき、プラズマの温度、密度分布では、表面近傍に急勾配がみられる。本論文では、この急勾配の屈曲点からプラズマ表面までの距離をペデスタル幅と定義し、JT-60UのELM-freeHモード放電における、電子温度とイオン温度分布のペデスタル幅を、1MAから4.5MAの広いプラズマ電流の範囲内で測定した。その結果、ペデスタル幅はポロイダル磁場と、エッジのイオン温度に強い相関を示すことがわかった。さらに、ペデスタル幅は、概ね3.3√で直線的にスケールができることが明らかになった。ここにはアスペクト比の逆数、はサーマルイオンのポロイダルラーマー半径である。また、実験で得られたペデスタル幅と、理論予測との比較を行った。

Quantitative method for precise,quick, and reliable alignment of collection object fields in the JT-60U thomson scattering diagnostic

吉田 英俊; 内藤 磨; 的場 徹; 山下 修; 北村 繁; 波多江 仰紀; 長島 章

Review of Scientific Instruments, 68(2), p.1152 - 1161, 1997/02

https://doi.org/10.1063/1.1147877

JT-60Uトムソン散乱計測で電子密度測定の信頼性確保のため、既存のレーザビーム軸位置遠隔調整装置に加えて2台の集光器用に新たに遠隔視野位置調整装置を開発し、レーザビーム軸と視野位置に関するアライメント設定性能を向上させ、その有効性を実証した。本装置の機能には、レーリ散乱光による高精度な初期アライメントの遠隔設定、トムソン散乱光利用によるプラズマ放電中の各レーザパルスに対する視野アライメントの常時直接監視、アライメント許容範囲を越えた時点からの自動遠隔視野位置調整と速やかな適正アライメント回復、等がある。重要な特長は、集光器視野幅の狭小化を可能にし、プラズマ背景光に対する散乱光のS/N比向上とファイバーコストの低減を、アライメント安定性を確保しつつ達成できた点にある。視野位置調整に必要な定式化と、本装置を利用した真空容器内レーザビーム幅遠隔測定法についても言及した。

First operation results of YAG laser thomson scattering system on JT-60U

波多江 仰紀; 長島 章; 吉田 英俊; 内藤 磨; 山下 修; 北村 繁; 風間 大介*; 的場 徹; 小野瀬 義昭*

Fusion Engineering and Design, 34-35, p.621 - 624, 1997/00

https://doi.org/10.1016/S0920-3796(96)00587-X

JT-60UにおけるYAGレーザトムソン散乱測定装置はプラズマ放電中の電子温度(Te)と電子密度(n)の空間分布の連続的な時間変化を測定するために現在整備中である。測定レンジは20eV≦Te≦20keV、510m≦n≦210mで、測定点は20点の測定が行えるよう設計しており、現在空間点5点が測定可能である。本装置では近赤外領域の散乱光を測定するため、(1)背景光にはH線のような強い輝線スペクトルがない。(2)観測窓のくもりによる影響が少ないなど測定上のメリットがある。APD検出器は温度により感度が変動するので、本装置では電子冷却素子でAPD素子の温度を0.1C以内の精度で制御し感度が一定になるようにした。初期データからは負磁気シア放電時に見られる内部輸送障壁の内外のデータを得るなど局所的なTe、nの時間変化を10Hzの時間分解能で捉えることができた。

JT-60U Thomson scattering system with multiple ruby lasers and high spatial resolution for high electron temperature plasma measurement

吉田 英俊; 内藤 磨; 山下 修; 北村 繁; 波多江 仰紀; 長島 章

JAERI-Research 96-061, 20 Pages, 1996/11

JAERI-Research-96-061.pdf:1.1MB

高温なJT-60Uプラズマの電子温度Tと電子密度nをマルチルビーレーザを活用して空間点数60点で測定するトムソン散乱計測システムの1996年現在までの設計と測定実績を記述する。分光器と新開発の2次元検出器の高スペクトル帯域化によって、高精度かつ高い信頼性を確保しつつ負磁気シア放電で炉心内部に形成される高電子温度プラズマの測定を可能にした。また高空間分解能測定によって、Hモード放電でプラズマ周辺部に形成されるTとnの急峻な分布勾配の正確な測定を可能にした。最小時間差2ミリ秒まで可能なマルチレーザの活用は、固体燃料ペレットの入射実験等の過渡現象測定に必要不可欠なものとなった。JT-60UプラズマのTとN分布の最近の測定例から、本システムの設計の妥当性と性能を具体的に記した。

Beam combiner for transient phenomena measurement in the JT-60 Thomson scattering diagnostic

吉田 英俊; 内藤 磨; 山下 修; 北村 繁; 長島 章; 的場 徹

Review of Scientific Instruments, 66(1), p.143 - 147, 1995/01

https://doi.org/10.1063/1.1145247

偏光板とファラデー回転器から構成される、JT-60トムソン散乱測定装置用のビーム合成器を開発した。これは2台のルビーレーザを光学的に結合して高い繰返しの測定を可能にするもので、特にペレット入射実験など過渡現象の測定に有効である。本ビーム合成器は既存のトムソン散乱測定装置の設備を改造することなく、最少時間差2ミリ秒で過渡現象の測定を可能にした点に大きな特徴がある。このビーム合成方法は、3台以上のレーザの合成や複数のレーザ増幅器を有したレーザシステムへの応用が可能であり、これらを使用する高繰返しレーザについても言及している。