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竹内 正樹; 杉江 達夫; 竹山 茂治; 小川 宏明; 伊丹 潔
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ITERにおいて装置保護や物理研究のためにダイバータの表面温度を高い空間・時間分解能で計測するダイバータ赤外サーモグラフィーは重要な計測装置の一つである。課題として、プラズマからの粒子の堆積や浸食により観測面における放射率が変化するため、精度の高い計測に影響を及ぼす点が挙げられる。しかし、高放射線,高温,強磁場環境では、較正のためにその都度、計測装置を取り外すことや較正機器を観測面の近傍に設置することは困難である。したがって、このような環境下で変化する放射率をその場較正する手法の開発が重要である。そこで、赤外線レーザーをタングステン試料に照射し、その散乱光を赤外線カメラで検出して放射率の較正を行う新しい手法の開発試験を開始した。600
Cまで加熱できる平面黒体炉での赤外カメラの較正結果とセラミックヒーターで300C程度まで加熱したタングステン試料を3-5ミクロン帯の各種バンドパスフィルターを用いて観測した結果を発表する。
谷塚 英一; 安原 亮*; 山田 一博*; 波多江 仰紀; 東條 寛; 舟場 久芳*; 伊丹 潔
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ITERの周辺トムソン散乱計測装置では、光学系の分光透過率が経時変化し、それに伴い、電子温度に系統的な測定誤差が生じることが懸念されている。分光透過率を即時較正するために、計測用のYAGレーザーと同期させて波長の異なるルビーレーザーを入射し、2種類のトムソン散乱光の強度比を用いる較正手法を開発している。大型ヘリカル装置(LHD)で予め較正したトムソン散乱計測装置を用い、同手法の実証試験を行う予定である。信号の見積もりの結果、電子温度が2keVから5keVのプラズマを生成したときに精度よく本較正手法の実証試験ができる見込みであることが分かった。さらに、トムソン散乱計測におけるデータ解析手法の拡張として、プラズマ中の電子速度分布関数の非等方性測定実験を進めている。これまでに解析を行った電子温度1keV以下のプラズマでは、電子速度分布に非等方性は現れておらず、等方的であることを示唆している。今後、測定配置の改良を行い、プラズマの温度・密度領域及び加熱手法に対する非等方度の解析を進め、電子速度分布に非等方性が現れる条件を探索する。
東條 寛; 山田 一博*; 安原 亮*; 谷塚 英一; 舟場 久芳*; 林 浩*; 波多江 仰紀; 伊丹 潔
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JT-60SAトムソン散乱計測システムの設計の進展状況を報告する。周辺プラズマ計測用の集光光学系については、ペッツバールレンズ方式を基本とした屈折型光学系を新たに考案し、必要な分解能と集光性能を有するとともに、直径200mmのレンズを用いることで、製作を容易とする新しい光学系の設計を得た。中心計測用と周辺計測用の2つの光学系にとって、最も良好な計測精度が期待できるレーザーの偏光角条件を、相対論効果を考慮した散乱スペクトルを新たに評価することで明らかにした。具体的には、中心集光光学系を単独に考えた場合における理想的な偏光角に対して50度離れた偏光角とした時に、プラズマ中心から周辺までの分布全体で電子温度の平均誤差を6%程度とできる見込みを得た。JT-60SAでは、レーザーをプラズマ中に往復させる電子温度計測法と相対感度較正法を採用する計画としている。それらの実証実験を大型ヘリカル装置(LHD)にて行った。その結果、散乱スペクトルが広がる電子温度が比較的高い(1keV以上)条件で、電子温度は安定した精度で求まり、相対的な透過率も約10%以下の精度で計測できることを初めて実験的に明らかにした。
波多江 仰紀; 谷塚 英一; 伊丹 潔
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ITERの周辺トムソン散乱計測装置の調達活動の現状として最近の設計活動の成果について報告する。微弱なトムソン散乱光を集光する集光光学系は、ポートプラグと呼ばれる構造体に組み込まれるが、光学性能と中性子遮蔽性能の両立を目指して集光光学系の設計を行い、計測要求(空間分解能5mm)及び停止後放射線量率の目標値(100
Sv/h未満)を同時に満足する設計を得た。ビームダンプは、真空容器内のブランケットモジュールに組み込んで設置されレーザー光を吸収する機器であるが、ITERの過酷な熱負荷・電磁力環境下で、長期間のレーザー照射に耐えうる新型ビームダンプ(シェブロン型ビームダンプ)を考案した。ダイバータプラズマから発生する背景光がトムソン散乱計測に与える影響が懸念されているが、レーザー光のパルス幅を数nsに短縮し、測定ゲート時間幅を短くすることで、測定誤差を大幅に低減できることを明らかにした。