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論文

Design study of polychromators for ITER edge Thomson scattering diagnostics

梶田 信; 波多江 仰紀; 草間 義紀

Review of Scientific Instruments, 79(10), p.10E726_1 - 10E726_4, 2008/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:75.87(Instruments & Instrumentation)

ITERの周辺トムソン散乱計測装置においては、光学フィルターと検出器としてアバランシェフォトダイオードを用いたポリクロメーターを検出系に使用する予定である。本研究では、数値計算により得られる電子温度の誤差を指標として、光学フィルターの透過波長領域の最適化を行った。本計測装置では、高い電子温度領域($$sim$$10keV)まで計測する計画であるが、トムソン散乱スペクトルは短波長側まで広がるため、$$D$$$$_{alpha}$$線のようなプラズマからの発光スペクトル線を除去することが重要になる。誤差評価の結果、高い温度領域での誤差を抑えるためには、$$D$$$$_{alpha}$$線以下の短波長領域のフィルターが重要であることが明らかになった。さらに、レーザーの波長である1064nm以上の波長領域のフィルターが計測誤差を抑えるために有効であることが示唆された。

論文

Design of microfission chamber for ITER operations

石川 正男; 近藤 貴; 西谷 健夫; 草間 義紀

Review of Scientific Instruments, 79(10), p.10E507_1 - 10E507_4, 2008/10

 被引用回数:9 パーセンタイル:49.73(Instruments & Instrumentation)

ITERでは、マイクロフィッションチェンバー(MFC)を用いて全中性子発生量及び核融合出力の評価を行う。広範囲の運転条件でITERの計測要求を満たすために、高出力運転用(計測範囲: 核融合出力100kW$$sim$$1GW)と低出力運転用(同$$<$$100kW)の二種類のMFCを組合せて計測する計画である。高出力運転用MFCはプラズマ位置の変化の影響を避けるために、真空容器内の外側上部及び下部の遮蔽ブランケットモジュール背面に設置する予定だが、低出力運転用MFCはサイズが大きいため、水平ポートの上部及び下部に設置することを検討している。プラズマとMFCとの間には、遮蔽ブランケットモジュールやマニフォールド等さまざまな中性子遮蔽体があるため、それらが計測に与える影響を調べるためにMCNPを用いた中性子輸送解析を行った。さらに、プラズマ位置の変化の影響も調べた。その結果、低出力運転用MFCを水平ポート上下に設置した場合、その出力の平均値は、プラズマ位置の垂直方向の変化に対しては影響はないものの、水平方向の変化に対してはプラズマ中心位置に依存して変化をしており、補正が必要であることがわかった。

論文

High repetition rate neutron flux array using digital-signal processing and scintillators for study of high performance plasma at JT-60U

篠原 孝司; 奥地 俊夫*; 石川 正男; 馬場 護*; 糸賀 俊朗*

Review of Scientific Instruments, 79(10), p.10E509_1 - 10E509_4, 2008/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:82.02(Instruments & Instrumentation)

Neutron brings the information about the energetic ion population. Radial neutron collimator system is used to measure a line-integrated neutron emission profile in JT-60U tokamak. An analog neutron-$$gamma$$ pulse shape discrimination circuit was used to measure neutron flux from the DD reaction. The maximum count rate of the analog circuit is limited up to 1$$times$$10$$^{5}$$ counts/s. Aiming at increasing the count rate, a digital signal processing method for neutron-$$gamma$$ signal discrimination has been adopted to our collimator system. This includes a modification of hardware, a development of software, and a calibration. Due to this update, the radial neutron collimator system can output the information about the temporal evolution of neutron emission rate, temporal evolution of $$gamma$$ ray emission rate.

論文

Magnetic fluctuation profile measurement using optics of motional stark effect diagnostics in JT-60U

鈴木 隆博; 諫山 明彦; 松永 剛; 大山 直幸; 藤田 隆明; 及川 聡洋

Review of Scientific Instruments, 79(10), p.10F533_1 - 10F533_5, 2008/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:75.87(Instruments & Instrumentation)

JT-60Uのモーショナル・シュタルク効果(MSE)計測装置では磁力線のピッチ角を測定するMSE計測のみならずビーム放出分光(BES)計測が可能であり、空間30点で同時にMSE計測とBES計測が可能である。MSE計測光学系を利用したBES計測(MSE/BES計測)信号には密度揺動に加えてピッチ角の揺動(磁場揺動)が含まれるようになる。m/n=2/1のMHD不安定性が発生した高圧力プラズマにおいて、この磁場揺動について空間チャンネル間の相関を解析し、MSE計測により求めた安全係数q=2の有理面位置でMSE/BES計測による磁場揺動の位相が反転していることを明らかにした。これは観測した磁場揺動が磁気島構造の回転により生じていると考えられ、MHD不安定性は新古典テアリングモードであると考えられる。MSE/BES計測により測定したq=2面外側の磁場揺動はプラズマ外でピックアップコイルにより測定した磁場揺動と矛盾しないことを確認した。

論文

Absolute calibration of microfission chamber in JT-60U

林 孝夫; 西谷 健夫; 助川 篤彦; 石川 正男; 篠原 孝司

Review of Scientific Instruments, 79(10), p.10E506_1 - 10E506_3, 2008/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:89.33(Instruments & Instrumentation)

DD及びDT反応を利用した核融合装置では、核融合出力の評価において核融合反応により発生する中性子の計測が非常に重要である。ITERでは、核燃料物質を内蔵した小型円筒形の電離箱であるマイクロフィッションチャンバー(MFC)を中性子モニタとして真空容器内に設置する予定である。今回、磁場中($$sim$$2T)での中性子モニタとしての健全性を評価するために、原子力機構が設計開発したMFC(長さ:200mm,直径:14mm,UO$$_{2}$$:12mg,ウラン濃縮度:90%)をJT-60Uの真空容器外側でトロイダルコイルの内側に設置し、Cf-252中性子源による較正及び実際のプラズマによる計測を行った。Cf-252中性子源による較正では、MFC及び既設中性子モニタの検出効率はそれぞれ、5.38$$times$$10$$^{-9}$$及び1.77$$times$$10$$^{-8}$$であった。また実際の重水素プラズマによる測定では、MFCの検出効率は既設中性子モニタの約0.3倍であり、Cf-252中性子源を用いた結果と一致した。

論文

Imaging interferometers for analysis of Thomson scattered spectra

Howard, J.*; 波多江 仰紀

Review of Scientific Instruments, 79(10), p.10E704_1 - 10E704_3, 2008/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:75.87(Instruments & Instrumentation)

Polarization interferometers have some potential efficiency advantages for imaging Thomson scattering spectral analysis. In this article we present a number of designs for high-efficiency imaging polarization interferometers for Thomson scattering spectral analysis. The use of high efficiency crystal polarizing beamsplitters (both displacement and angle) results in low-loss complementary passbands (no edge losses), simple imaging systems and wide field-of-view. The efficiency and relative merits of both multiple-filter and dispersive-type configurations are being assessed before installation on the JT-60U ruby-laser Thomson scattering system. Light is transferred from the viewing port via a linear array of optical fibre bundles which will be imaged through the interferometer onto the photocathode of an intensified CCD camera. Because of the broadband nature of the Thomson light, the optical delays required to Fourier analyze the spectrum are quite small. This leads to compact multi-color or dispersive systems based on combinations of Wollaston and Savart splitters and traditional waveplates.

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