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論文

Thomson scattering apparatus for simultaneous six-position measurements in the JFT-2 tokamak

山内 俊彦; 佐野 和夫*; 川島 寿人; 熊谷 勝昭; 的場 徹

Japanese Journal of Applied Physics, 21(2), p.347 - 351, 1982/00

 被引用回数:11 パーセンタイル:54.89(Physics, Applied)

JFT-2プラズマの電子温度、密度の空間分布を測定するために6点同時測定トムソン散乱測定装置を開発した。プラズマ半径が28cmであるため測定点数は約5cm間隔で6点である。分光器はLittrow型を使用し、分光された光は57-250$AA$の波長幅からなる48個の成分に分けられる。受光系は48本のホトマルを使用している。本装置は分光器にフィールドレンズを入れることにより、小型に、ファイバーの取扱いが易しくなっている。既に、JFT-2プラズマでTe=0.05~1.5keV,ne=10$$^{1}$$$$^{3}$$~10$$^{1}$$$$^{4}$$cm$$^{-}$$$$^{3}$$のデータが測定されている。

論文

Propagation and absorption of the fast magnetosonic wave in the ion-cyclotron range of frequencies in the DIVA tokamak

飯塚 哲*; 小田島 和男; 木村 晴行; 仙石 盛夫; 杉江 達夫; 高橋 興起; 山内 俊彦; 熊谷 勝昭; 河上 知秀; 竹内 浩; et al.

Physical Review Letters, 45(15), p.1256 - 1260, 1981/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:52.03(Physics, Multidisciplinary)

DIVAトカマクにおいて、トロイダル方向の波長と減衰定数を直接測定することにより、イオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)の磁気音波が、イオンのバーンシュタイン波へモード変換を起こすというモード変換理論の検証を行った。 その結果、トカマクのICRF加熱の最適条件、吸収効率等が計算でき、ICRF加熱実験におけるイオン濃度の上昇を比較して、よい一致をみた。

報告書

High-$$beta$$ study in JFT-2

下村 安夫; 鈴木 紀男; 山本 新; 前野 勝樹; 大麻 和美; 木島 滋; 小田島 和男; 山内 俊彦; 山本 巧; 竹内 浩; et al.

JAERI-M 9065, 12 Pages, 1980/09

JAERI-M-9065.pdf:0.68MB

JFT-2において、0.8-1.2MWの中性粒子入射を行ない、体積平均ベータ値3%を得た。このような高ベータ・プラズマの性質の実験的・理論的性質の研究結果を述べる。

報告書

DIVAプラズマのトムソン散乱計測系

山内 俊彦; 熊谷 勝昭; 船橋 昭昌; 的場 徹; 仙石 盛夫; 河上 知秀; 荘司 昭朗

JAERI-M 8697, 18 Pages, 1980/02

JAERI-M-8697.pdf:0.85MB

DIVA装置のためのルビーレーザ光トムソン散乱計測系について報告する。DIVA装置は1974年に完成し1979年一連の実験を終了した。トムソン散乱計測系は、DIVAプラズマの電子温度、密度およびそれらの空間分布を測定することによりDIVA装置における閉じ込め、加熱特性の究明に極めて有効な貢献をなした。一連の計測の過程において迷光量の減少、空間分布を得るための測定点の増加、データ処理法について多くの検討及び改良を行い電子温度、密度分布を精度良く測定できるようにした。この報告ではこれらの検討および改良点を含めてDIVAプラズマのトムソン散乱計測系の全休を明らかにし、同時に代表的な測定例としてダイバータ効果により電子温度分布幅が広がることおよび低qプラズマで電子温度分布がInternal Disruptionにより急激に変化することを証明した結果を紹介する。

論文

Observation of non-circular cross-section for q=1 magnetic surface in very low-q discharge (q$$_{a}$$≦2) of DIVA tokamak

山本 新; 仙石 盛夫; 松田 俊明; 松本 宏; 大麻 和美; 小田島 和男; 木村 晴行; 山内 俊彦; 熊谷 勝昭; 杉江 達夫; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, 19(7), p.L413 - L416, 1980/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:18.8(Physics, Applied)

プラズマ断面を非円形断面とすること、および低q放電することによりプラズマ特性が改善されることが理論的に予測されている。DIVAトカマク装置において極低q放電(q$$_{a}$$≦2)において、ダイバータを働かせた場合および働かせない場合の両方において、q=1磁気面が、非円形断面となっていることをプラズマから放射される較X線をピンダイオードにより2次元的に測定することにより実験的に明らかにした。 すなわち低q放電が、プラズマの非円形断面を得る手段として有効であることを明らかにした。 しかし同時にSawtooth Disruptionによるエネルギ損失が低q放電において問題であることをプラズマと壁との相互作用により明らかにし、将来の大型装置において極低q放電を行う場合、Sawtooth Disruptionをなくす何らかの手段が必要であることを指摘した。

論文

Electron heat conduction coefficient at internal disruption in low-q DIVA plasmas

山内 俊彦; 荘司 昭朗; 船橋 昭昌; 熊谷 勝昭

Nuclear Fusion, 20(11), p.1381 - 1390, 1980/00

 被引用回数:9 パーセンタイル:42.09(Physics, Fluids & Plasmas)

ルビーレーザトムソン散乱法を使い、低qDIVAプラズマの電子温度、密度分布を測定した。それらを使って電子のエネルギー分布を調べると、Sawtoothのため、正確にはInternal disruptionに依りより太い分布になっていることが判った。それから電子のエネルギーはq=1面の内から外に拡散したと考えられる。 本論文の趣旨は、上述したように電子のエネルギーが拡散的であることから、拡散方程式を解析し、DIVAの低qプラズマの実効的熱拡散係数の分布を評価することができた。その結果、実効的熱拡散係数Xep(r)=1.4$$times$$10$$^{5}$$(1-(r/ll)$$^{1}$$$$^{.}$$$$^{5}$$)cm$$^{2}$$/sが得られた。

報告書

Propagation and Absorption of the Fast Magnetosonic Wave Near a Two-Ion Hybrid Resonance Layer

飯塚 哲*; 小田島 和男; 木村 晴行; 仙石 盛夫; 杉江 達夫; 高橋 興起; 山内 俊彦; 熊谷 勝昭; 河上 知秀; 竹内 浩; et al.

JAERI-M 8595, 30 Pages, 1979/11

JAERI-M-8595.pdf:0.88MB

DIVAで行なわれた少量のH$$_{2}$$を含むD$$_{2}$$放電プラズマ中のICRF加熱実験の結果と、2イオンハイブリッド共鳴近傍における磁気流体速進波の透過、反射及び吸収を含むモード変換理論との比較が行われた。トロイダル方向へ伝搬する速進波の波長及び減衰長が、磁気プローブによる波の位相及び振幅から直接測定された。効率よいイオン加熱が、H$$_{2}$$とD$$_{2}$$の密度比やトロイダル磁場の強さなどのプラズマパラメータを最適値にすることによって起こり、その場合、トロイダル方向の減衰長はより短くなる。これらの性質はモード変換理論の結果と矛盾しない。最適値にパラメータを選ぶと、正味の高周波パワーが120~140KWのとき、イオン温度は劇的に増加して、高周波を印加する前のおよそ3倍にも達する。そしてその温度はプラズマ全体にわたって、電子温度よりも高くなる。

報告書

ICRF Heating in DIVA; Parameter Survey and Very High Efficiency Ion Heating Experiment

木村 晴行; 小田島 和男; 仙石 盛夫; 飯塚 哲*; 杉江 達夫; 高橋 興起; 山内 俊彦; 熊谷 勝昭; 竹内 浩; 松本 宏; et al.

JAERI-M 8429, 25 Pages, 1979/09

JAERI-M-8429.pdf:0.9MB

DIVAに於いて不純物の影響が極めて少ないトカマクプラズマに対するICRF加熱の研究がなされた。周波数は25MHz(固定)であり、これはトロイダル磁場16.4KGに対する重水素の2倍のサイクロトロン周波数に相当する。(1)トロイダル磁場B$$_{T}$$及び水素と重水素の密度比$$varepsilon$$$$_{p}$$を変化させることにより最適な加熱条件が調べられた。最も有効なイオン加熱はB$$_{T}$$~18KG、$$varepsilon$$$$_{p}$$=5~10%の場合に観測される。この結果はイオン-イオン・ハイブリッド効果によって説明される。(2)結合系に対して改良が施され、改良後の実験結果が次に述べられる。イオンの加熱効率は40%からほぼ100%へ増加し、イオン温度は180Kwのrfパワー(回路損失を含めて)の印加により約2.7倍に上昇した。

報告書

Study on very-low-q discharges in DIVA

下村 安夫; 前田 彦祐; 永見 正幸; 小田島 和男; 山本 新; 仙石 盛夫; 木村 晴行; 船橋 昭昌; 高橋 興起; 竹内 浩; et al.

JAERI-M 8205, 31 Pages, 1979/04

JAERI-M-8205.pdf:0.82MB

DIVA/JFT-2aにおいて極低安全係数放電の閉じ込めおよび磁気流体的性質についての研究を行なった。良い閉じ込め特性をもったプラズマが1.3≦q$$_{a}$$≦2において得られること、および、q$$_{a}$$$$<$$2において電流ディスラプションを励起できないことを示した。また、このように魅力的な性質をもった極低安全係数放電の大型装置への適応についても述べる。

論文

Thomson scattering measurements on ohmically heated plasmas in the JFT-2 tokamak

的場 徹; 船橋 昭昌; 板垣 時良; 熊谷 勝昭; 荘司 昭朗; 鈴木 紀男; 山内 俊彦

Japanese Journal of Applied Physics, 18(3), p.611 - 619, 1979/00

 被引用回数:3

JFT-2トカマク装置においてQスイッチルビーレーザーを用いたトムソン散乱計測によりオーミック加熱水素プラズマの電子温度・電子密度が測定された。測定範囲は電子温度で0.08~1.2keV、電子密度で2$$times$$10$$^{1}$$$$^{2}$$~4.4$$times$$10$$^{1}$$$$^{3}$$cm$$^{-}$$$$^{3}$$であり、それらの空間分布も測定できた。電子温度はプラズマ電流に比例して変化し、等価荷電数は電子密度の増加により減少した。電子温度の空間分布計測値から電子熱伝導計数の実験値を求めることができ理論値と比較して以下の結論を得た。Ke$$^{N}$$$$^{C}$$≪Ke$$^{E}$$$$^{X}$$$$^{P}$$≦Ke$$^{D}$$$$^{T}$$$$^{E}$$ ここでKe$$^{E}$$$$^{X}$$$$^{P}$$は実験値であり、Ke$$^{N}$$$$^{C}$$は新古典論Ke$$^{D}$$$$^{T}$$$$^{E}$$は散逸的捕かく電子論による理論値である。

報告書

ルビーレーザ光散乱計測用レーザ発振装置の改良

山内 俊彦; 熊谷 勝昭; 河上 知秀; 的場 徹; 船橋 昭昌

JAERI-M 7931, 17 Pages, 1978/10

JAERI-M-7931.pdf:0.95MB

JFT-2およびJFT-2a(DIVA)トカマクプラズマの電子温度測定に使用されているルビーレーザ発振装置のこれまで行なわれた改良ならびにルビーロッドおよびQスイッチ素子結晶のレーザ光による破壊について述べる。改良の主な点は発振段の直線形のキセノンランプをヘリカル形に交換したこと、およびQスイッチの電気回路を改良したことなどである。レーザ光による光学素子破壊については破壊原因を明確にするまでには至ってはいないが重要な問題点であり、実際の破壊のデータを中心にまとめた。

報告書

Qスイッチレーザー光によるDIVAプラズマ中への金属不純物注入

山内 俊彦; 永見 正幸; 仙石 盛夫; 熊谷 勝昭

JAERI-M 7809, 16 Pages, 1978/08

JAERI-M-7809.pdf:0.89MB

DIVAトカマクプラズマ中における金属不純物の挙動を調べることを目的として、ルビーレーザ光を金属薄膜に照射する方法によって金属不純物の注入を行った。この報告ではルビーレーザ光を用いた金属不純物注入法に関する設計および注入量について述べる。注入された金属不純物は、金およびアルミニウムである。パイレックスガラス板に蒸着されたこれらの金属膜にルビーレーザ光を照射し金属蒸気を生成させ、更にDIVAプラズマ中に混入、浸透させる。この方法では、1.膨張する金属気体の分布が二乗余弦分布より鋭いこと、2.金属気体の注入速度をレーザ光強度により可変できること、3.金属試料の蒸発量の制御が容易であること、などの利点がある。今回の実験で得られた結論は、たとえば次のことがあげられる。DIVAプラズマの全電子密度Ne=(3~4)$$times$$10$$^{1}$$$$^{8}$$個にワンターン電圧V$$_{L}$$=4~5Vの時、V$$_{L}$$を変化させない注入のためにはNoe=4$$times$$10$$^{1}$$$$^{6}$$個程度以下の蒸発量が適している。

論文

Improvement of plasma parameters by titanium gettering in the JFT-2M tokamak

木島 滋; 藤沢 登; 前野 勝樹; 鈴木 紀男; 山本 巧; 五明 由夫*; 平山 俊雄; 嶋田 道也; 上原 和也; 船橋 昭昌; et al.

Journal of Nuclear Materials, 76-77, p.581 - 586, 1978/00

 被引用回数:26

JFT-2のリミタ、真空容器壁にTi(チタン)をフラッシュすることにより酸素不純物及び放射損失を低減することができた。その結果電子温度分布は広げられ、エネルギー閉じ込め時間及び最高到達平均電子密度は1.6倍改善された。放射損失が詳しく調べられ、最高電子密度を制限する機構について考究されている。

論文

Divertor experiment in DIVA

安積 正史; 船橋 昭昌; 河西 敏; 河上 知秀; 熊谷 勝昭; 木村 晴行; 前田 彦祐; 永見 正幸; 小田島 和男; 大麻 和美; et al.

Nuclear Fusion, 18(12), p.1619 - 1628, 1978/00

広いプラズマ・パラメータにわたってダイバータの研究をDIVA(JFT-2)で行った。その結果はつぎのとおりである。(1)軽元素、重元素の両者をダイバータによって減少することができる。(2)輻射損失を約1/3に減少することができた。(3)エネルギ閉じ込め時間を2.5倍増加することができた。

報告書

K-X線放射断面積の評価と高温プラズマ中の金属不純物密度計測への応用

的場 徹; 熊谷 勝昭; 船橋 昭昌; 河上 知秀

JAERI-M 7196, 20 Pages, 1977/07

JAERI-M-7196.pdf:0.68MB

高温プラズマ中の金属不純物からの電子衝突によるK-X線放射断面積のエネルキー依存性を、原子番号が6から82の範囲で3種の方法により計算した。電子のエネルギーが500KeVまでは相対論的理論(A&M理論)による断面積の計算値が実験値と良い一致を示した。これらの結果からK-X線放出率の電子温度依存性を求めた。金属不純物毒が半導体検出器による軟X線スペクトルの絶対測定値からK-X線放出率を使用して導出できることを示した。

論文

An Intrinsic germanium Ge(I) detector for measurements of soft X-ray spectra radiated from high temperature tokamak plasmas

熊谷 勝昭; 的場 徹; 船橋 昭昌; 河上 知秀

Japanese Journal of Applied Physics, 16(5), p.871 - 872, 1977/05

 被引用回数:4

高温トカマクプラズマから放射される軟X線スペクトルを測定するために、従来用いられていたSi(Li)検出器に代えてGe(?)検出器を使用した波高分析システムを整備した。 Si(Li)検出器と比較して、エネルギー分解能はほぼ同程度であり、測定エネルギー範囲ははるかに広い。 一方エスケープ・ピークによる検出効率の低下が問題となるが軟X線源を使用した軟正実験によりGeのK端エネルギーの所でたかだか16%の低下であることが確かめられて、実用上ほとんど問題なく補正ができる。 JFT-2a装置による測定例で全不純物のK,L線と逃走電子による高エネルギー連続スペクトルが確認できた。

論文

Plasma behavior with a separatrix magnetic surface in JFT-2a tokamak

下村 安夫; 前田 彦祐; 大塚 英男; 狐崎 晶雄; 永島 孝; 山本 新; 木村 晴行; 永見 正幸; 上田 憲照*; 船橋 昭昌; et al.

Phys.Fluids, 19(10), p.1635 - 1640, 1976/10

 被引用回数:30

JFT-2aにおいて、ダイバータ付きプラズマの閉じ込めを行なった。次の結論を得た。 1)セパラトリックスに囲まれた安定なプラズマを得ることができた。 2)セパラトリックスに囲まれたプラズマの閉じ込め性質は、通常のトカマクのそれと類似していた。 3)ダイバータ内、および表面プラズマの密度,温度はプラズマ中心の値の10分の1であった。 4)熱および粒子束は軸対称であった。 5)逃送電子をダイバータに良く導くことができた。

報告書

高温プラズマ軟X線計測用Ge(I)検出器の特性

熊谷 勝昭; 的場 徹; 船橋 昭昌; 河上 知秀

JAERI-M 6694, 44 Pages, 1976/09

JAERI-M-6694.pdf:1.22MB

高温トカマクプラズマから放射される軟X線計測用に有利なGe(I)検出器の特性を、放射性同位元素とJFT-2aからの軟X線放射を使って測定し、理論値との比較を行った。この解析の結果、Ge(I)検出器が、今までこの分野で使用されているSi(Li)検出器と比較して(1)高エネルギー領域で検出効率が高い、(2)測定可能エネルギー範囲が幅広い、(3)連続X線スペクトルの測定に問題となるコンプトン散乱の影響が少ない等の利点が明確になった。またGe(I)検出器の半導体不感層の厚さが約0.06$$mu$$程度であり、最低検出のエネルギーレベルをSi(Li)検出器と同程度にすることが可能であることが分った。この結果、高温プラズマ軟X線計測におけるGe(I)検出器の有用性が明らかになった。

報告書

Comparison in Electron Density Distribution of Tokamak Plasma between Ruby-Laser Scattering and Milli-Meter wave Interferometric Measurements

的場 徹; 船橋 昭昌; 板垣 時良; 高橋 興起; 熊谷 勝昭; 山内 俊彦

JAERI-M 6685, 21 Pages, 1976/08

JAERI-M-6685.pdf:0.72MB

JFT-2トカマクの電子密度を、ルビーレーザ散乱およびミリ波干渉法の2つを使って測定した。散乱測定では、散乱光強度の2次元分布が得られ、散乱光強度較正は干渉測定法から決定された平均電子密度で規格することによって行われた。散乱法から求めた電子密度の水平分布が、4ミリ波干渉計から決定された平均密度を逆変換することによって得られた結果と比較された。これらの方法がプラズマ放電非再現性のため正しい結果を与えない場合を除いては、これらの方法の間には基本的な一致が得られた。

報告書

ルビー・レーザー光トムソン散乱測定における光電子増倍管のショット・ノイズの評価

板垣 時良; 的場 徹; 熊谷 勝昭; 船橋 昭昌

JAERI-M 6476, 23 Pages, 1976/03

JAERI-M-6476.pdf:0.9MB

原研JET-2及びJFT-2aプラズマのルビー・レーザー光トムソン散乱測定において、スペクトル決定用各チャンネルの散乱パワーはガウス分布曲線に一致せず数10%変動する。この変動の原因が光電子増倍管のショット・ノイズであることを実験的に確認した。更に実際に測定した散乱スペクトルにおいて、各チャンネルの散乱パワーの変動が、ショット・ノイズから予想される誤差範囲内に含まれる事を示す。最後にトムソン散乱測定データから最適ガウス分布曲線を求める方法として、最小2乗テーラー微分補正法による計算機処理コードを付録に載せた。

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