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武田 全康
波紋, 14(4), p.249 - 255, 2004/10
世界初のパルス中性子源として約20年前に稼働を始めた高エネルギ加速器研究機構のKENSは、数年後にその役目を終え、日本原子力研究所東海研究所に建設が進められている大強度陽子加速器施設(J-PARC)にそのバトンを渡すことになっている。この小文では、偏極中性子反射率計を用いたサイエンスに焦点をあて、KENSに設置されている偏極中性子反射率計POREで何ができて何ができなかったかを総括し、それを踏まえたうえで、J-PARCではどのような飛躍と発展が期待できるのかについて述べる。
Bruskin, L. G.*; 大山 直幸; 間瀬 淳*; 篠原 孝司; 三浦 幸俊
Plasma Physics and Controlled Fusion, 46(8), p.1313 - 1330, 2004/08
被引用回数：14 パーセンタイル：42.79(Physics, Fluids & Plasmas)基本的なマイクロ波反射計の信号のみを用いてプラズマ中の密度揺動の波数スペクトルを再構成する方法と実験への適用について議論した。密度揺動の強度が小さい場合には、本手法によりかなり正確に波数スペクトルの再構成が行えることがわかった。一方、揺動強度の推定ではエラーバーが40-60%程度になる。本手法をJT-60U装置のHモード周辺プラズマを測定した反射計信号に適用した結果、
にピークを持つ揺動の存在を示唆している。
大山 直幸; 朝倉 伸幸; Chankin, A. V.; 及川 聡洋; 杉原 正芳; 竹永 秀信; 伊丹 潔; 三浦 幸俊; 鎌田 裕; 篠原 孝司; et al.
Nuclear Fusion, 44(5), p.582 - 592, 2004/05
被引用回数：46 パーセンタイル：80.23(Physics, Fluids & Plasmas)ELMによるペデスタル崩壊の物理機構を理解することは、ELMに伴う瞬間的な熱・粒子パルスによるダイバータ板の損傷を防ぐために重要である。このようなELM研究を行うため、マイクロ波反射計,FIR干渉計,D
線計測,磁気プローブ等の高時間分解を持つ計測器を組合せ、ELMにより密度分布が崩壊していく過程を詳細に計測した。その結果、ELMによる密度ペデスタルの崩壊が、前兆振動フェーズ,崩壊フェーズ,回復フェーズ,緩和フェーズの大きく4つに分けられること及びそれらの時間スケールを明らかにするとともに、崩壊が弱磁場側赤道面近傍に局在化していることを示した。ELMにより吐き出された熱・粒子について、スクレイプオフ層を観測する2本のマッハプローブとダイバータ領域を観測する高速赤外カメラにより計測した。弱磁場側赤道面とX点の2か所のプローブ間でイオン飽和電流のピークの時間が異なっており、この時間遅れはスクレイプオフ層を磁力線に沿って粒子が移動する時間と同程度である。また、ダイバータ板への瞬間的な熱負荷の時間幅は、X点プローブのイオン飽和電流が増加している時間と対応する。これらのことから、ELMによる熱負荷の主な部分は対流的な輸送によりダイバータ板へ到達するものと考えられる。
大山 直幸; 三浦 幸俊; Chankin, A. V.; 竹永 秀信; 朝倉 伸幸; 鎌田 裕; 及川 聡洋; 篠原 孝司; 竹治 智
Nuclear Fusion, 43(10), p.1250 - 1257, 2003/10
被引用回数：16 パーセンタイル：46.47(Physics, Fluids & Plasmas)反射計によるtype I ELMの詳細測定の結果、ELMによる密度ペデスタルの崩壊はプラズマの弱磁場側に局在化していることが予想された。そこで、反射計とFIR干渉計を用いてプラズマの弱磁場側と強磁場側の同時密度計測を行い、ポロイダル非対称性を確認する実験を行った。反射計の位相変化から評価した弱磁場側反射層の変位は約5cmであった。この変位に対応する強磁場側干渉計の密度変化を評価したところ
と見積もられたが、実際の観測では強磁場側における密度変化は観測されていない。つまり、ELMによる密度ペデスタルの崩壊は弱磁場側に局在化していることを示している。また、ELMに伴う周辺部密度増加の詳細を調べるため、プラズマを水平方向に動かした時の密度変化を測定した。その結果、強磁場側ではELMによる密度の吐き出しは観測されない、つまり強磁場側の密度ペデスタルは壊れていないことを確認するとともに、周辺部干渉計で観測された線積分密度の増加はスクレイプオフ層とペデスタル部における密度増加が支配的であることを明らかにした。
Bruskin, L. G.; 間瀬 淳*; 大山 直幸; 篠原 孝司; 三浦 幸俊
Plasma Physics and Controlled Fusion, 45(7), p.1227 - 1245, 2003/07
被引用回数：7 パーセンタイル：22.92(Physics, Fluids & Plasmas)密度揺動の非線形相互作用を評価するためのミリ波反射計の適応性について理論的な考察を行った。Coherentとrandomな密度揺動を扱う二次元full-wave反射計シミュレーションによる模擬データ群を作成し、bicoherence関数を求めた。そして、プラズマ密度分布,プラズマ配位,密度揺動のスペクトルと強度の依存性について議論した。その結果、JT-60U周辺プラズマの場合、反射計を用いてcoherentモードのbicoherencyを評価するためには、coherentモードとrandomモードの振幅の比が1より大きいという条件が必要であることがわかった。また、反射層の曲率は大きい方が感度が良いこともわかった。本解析手法を実際のミリ波反射計のデータに適用し、Hモードプラズマのセパラトリックス近傍に強い非線形相互作用を持つ密度揺動が存在することが明らかになった。
武田 全康; 鳥飼 直也*; 猪野 隆*; 田崎 誠司*
KENS Report-XIV, p.205 - 206, 2003/00
高エネルギー加速器研究機構・物質材料研究所に設置されているPORE偏極中性子反射率計の現状と最近のアップグレードについて報告する。偏極中性子の特徴を活かした磁性薄膜・人工格子の磁気構造の研究を進めるとともに、J-PARC計画で重要となる偏極中性子デバイスの開発も始めた。大きなものとしては、Spin-Exchange法を使った
He偏極フィルターと、パルス中性子を使ったスピンエコー法の開発である。前者はすでに基礎的な開発が終わり、実際のテストを進める準備を行っているところである。後者は、0.3-0.9nmの波長域でエコーシグナルの観測に成功している。また、偏極中性子集光デバイスを導入することにより、0.8nm以上の波長域で、最大5倍の入射強度の増強に成功した。
大山 直幸; 篠原 孝司
Review of Scientific Instruments, 73(3), p.1169 - 1176, 2002/03
被引用回数：20 パーセンタイル：68.31(Instruments & Instrumentation)JT-60Uにおける密度揺動計測のため、Oモード伝搬を用いた3チャンネルヘテロダイン型反射計の開発を行った。Oモード伝搬の電磁波が反射する条件は、入射周波数に応じた電子密度のみで決まるため、閉じ込め磁場に寄らずに計測することが可能である。典型的なJT-60Uプラズマの電子密度分布を考慮し、周辺部輸送障壁から内部輸送障壁まで幅広い領域で、密度揺動の大きさ,相関,反射層の変位を計測できるようにQバンド(33-50GHz)の電磁波を用いた3チャンネル構成とした。3つのうち1つのチャンネルは34GHz固定で、残りの2つは34-40GHz,48-50GHzからそれぞれ1つの周波数を選択できるようになっている。信号の検出にはクオドラチュア型位相検出器を採用し、反射波の振幅と位相を評価することが可能である。本装置をJT-60Uプラズマに適用した結果として、Hモードプラズマの周辺部輸送障壁,負磁気シアプラズマの内部輸送障壁,高密度プラズマの周辺部,における密度揺動計測の結果を報告した。
炉心プラズマ研究部
JAERI-Conf 2000-007, p.161 - 0, 2000/03
JAERI-Conf-2000-007.pdf:9.11MB
プラズマ診断に関する日豪ワークショップは、日豪科学技術協力協定のもとで、両国におけるプラズマ診断、及び実験に関する最新の研究結果について情報交換を行い両国の研究開発を促進するとともに、相互の理解と交流を深めることを目的として1989年に原研で第1回が開催され、その後、日豪交互にほぼ2年毎に開催されている。第5回プラズマ診断に関する日豪ワークショップは1999年12月15日から17日の3日間、日本原子力研究所那珂研究所で開催され、計37名の参加者があった。このワークショップでは、JT-60U(原研)、LHD(核融合科学研究所)、H-1NF(オーストラリア国立大学)における研究の現状、並びに最新のプラズマ診断技術の進展と研究成果等にかかわる、計28件の発表があり、活発な議論が行われた。本報告書は、このワークショップでの発表論文をまとめたものである。
篠原 孝司; 三浦 幸俊; 星野 克道
プラズマ・核融合学会誌, 74(6), p.607 - 615, 1998/06
篠原他、Jpn.J.Appl.Phys.,36.7367,(1997)に掲載されたマイクロ波反射計の新しい解析法を用いてJFT-2MのHモードプラズマ中での密度揺動を測定した。JFT-2MのHモード放電では、しばしば、LH遷移後約10msにD
の信号強度がLモードレベルまで増える現象が観測される。このとき、閉じ込めはHモード時より劣化するもののLモード時よりHモード時に近いことから、この現象をH'モードと呼んでいる。反射計で密度揺動を測定するとH'モード時、80-160kHz程度にコヒーレントな揺動が観測された。しかし、NB入射の方向をかえた実験からこのコヒーレントな揺動は閉じ込めを決めるものではないと推測される。また、500kHz以上の高周波の密度揺動がH,H'モード時にLモード時にくらべ、増加していることもわかった。これは反射計が高時間分解能の測定器であるが故に得られた結果である。
桜井 文雄; 大友 昭敏; 掛札 和弘; 海江田 圭右
KAERI/GP-128/98, p.205 - 221, 1998/00
JRR-3Mの中性子ビームは、その質及び強度が世界のトップレベルであることから、各種中性子散乱実験装置は100%活用されている。また、各装置に対する利用申込みはマシンタイムの約2倍に達している。このような状況から、研究炉部においては、今後も安定な冷中性子ビームの利用を達成するため、今年度冷中性子源減速材容器の交換を実施する。さらに、より高度な実験要求に応えるため新装置の開発を実施するとともに、より多くの研究者がJRR-3Mの中性子ビームを使用する実験ができるように、既設中性子導管のスーパーミラー導管への交換を計画している。以上のJRR-3M中性子ビーム利用に関する研究炉部の活動について報告する。
海老沢 徹*; 田崎 誠司*; 大竹 淑恵*; 船橋 晴彦*; 曽山 和彦; 鳥飼 直也*; 松下 裕秀*
Physica B; Condensed Matter, 213-214, p.901 - 903, 1995/00
被引用回数：37 パーセンタイル：86.05(Physics, Condensed Matter)JRR-3の冷中性子導管(C3-1-2)に設置された中性子反射計の特性及び応用について報告する。中性子反射計は、鏡面化した試料の表面で中性子を全反射させ、中性子反射率の遷移運動量依存性を測定することにより、試料表面に垂直方向の原子配列についてナノメータ領域で情報が得られる装置である。本装置の特長は、入射中性子波長が12.6
であることから、大きな入射角での測定が可能で、低い遷移運動量領域での研究及びオフ・スペキュラーな現象に関する研究に有利である。本装置における試料は、垂直方向に設置される。本報告では、本装置を用いたV/Ti多層膜及び高分子共重合体の研究例についても述べる。
