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西谷 健夫
放射線, 31(2), p.97 - 104, 2005/04
トカマクを中心とするプラズマの磁場閉じ込めの研究では、核融合の科学的実証を目指して研究が進められており、すでに米国のTFTRとEUのJETではDTプラズマ実験が実施された。また現在国際熱核融合実験炉ITERの設計が国際協力で進められており、まさにその建設が決まろうとしている。核反応を伴わないプラズマの診断では、プラズマから放出される電磁波や中性粒子が主な測定対象になっていたが、DD反応やDT反応などの核反応を伴うプラズマでは、中性子,
粒子を初めとする高速荷電粒子,
線といった放射線が大量に放出され、それらの計測はプラズマ診断の大きな手段になってきている。ここではITERにおける核燃焼プラズマの計測を中心に放射線を用いたプラズマ診断について紹介する。
thin films北澤 真一; 山本 春也
Transactions of the Materials Research Society of Japan, 28(4), p.1133 - 1136, 2003/12
減圧酸素雰囲気下のTi及びTiOターゲットに高出力パルスレーザー光を照射し、発生した蒸気を堆積させて単結晶TiO薄膜を作製する(パルスレーザー蒸着法)。このときに発生する(Ti蒸気の)プラズマ柱の可視領域の発光を分光解析し、プラズマ柱の構成分子がTiO単結晶膜の結晶構造に与える影響を調べた。その結果、発生するプラズマ内には、TiばかりでなくTiOが含まれていることがわかった。ターゲットがTiの場合には酸素の分圧に比例してTiOが増加したが、ターゲットがTiOの場合には、比例関係が失われた。得られたTiO単結晶膜のX線解析を行って結晶構造を調べた結果、その結晶構造とTiO分子数との間には関係があることがわかった。
森林 健悟; 周藤 佳子*; Zhidkov, A. G.; 佐々木 明; 香川 貴司*
Laser and Particle Beams, 19(4), p.643 - 646, 2001/10
被引用回数：6 パーセンタイル：30.49(Physics, Applied)高強度レーザー照射で生成した多価イオンが固体と衝突すると中空原子になる。この中空原子から発生するX線に関して考察する。原子課程シミュレーションからこの中空原子は超高速(1fs程度)に生成され、X線への変換効率は非常に高い(一つのイオンが固体に衝突したとき約0.03個のX線が発生する。)ことが明らかとなった。このX線発生過程を用いた高密度プラズマのイオン数の温度の診断法及び、X線源の実験系を提案した。数keVのX線領域では従来のX線源はレーザー強度がある程度大きくするとX線量は飽和してしまい、レーザー強度の増加に対して一定あるいは、減少するようになる。一方、中空原子から発生するX線はレーザーのエネルギーとともに増加するので、高強度レーザー開発の発展に伴ってX線量が増加することが予測される。レーザーエネルギーが10Jのとき、X線の個数は3
10
個であることが見積もれた。
炉心プラズマ研究部
JAERI-Conf 2000-004, p.140 - 0, 2000/03
JAERI-Conf-2000-004.pdf:10.5MB
本報文集は、1999年10月12-14日に日本原子力研究所那珂研究所において開催された標記第6回会合の報文を収録した。この会合は、これまで「核融合研究における粒子」というタイトルで、キエフ(1989)、アスペナス(1991)、トリエステ(1993)、プリンストン(1995)、及びアビンドン(1997)で開催された会合に引き続くものである。今回の会合では、粒子物理、高速イオンの輸送現象、高速イオンによる核融合プラズマへの効果、高速イオンの集団現象などの高速イオン研究に加えて、新たにディスラプション時の逃走電子、及び高速粒子に関するプラズマ診断法を対象テーマとした。出席者は60人を上回り、27件の口頭発表(うち招待講演8件)と19件のポスター発表があった。この報文集は、これらの研究発表のうち37件の論文を収録した。
原 重充*; 長島 章; 中山 尚英*; 河西 敏; 西谷 健夫
Review of Scientific Instruments, 70(1), p.435 - 438, 1999/01
被引用回数：9 パーセンタイル：56.07(Instruments & Instrumentation)定常磁場計測用センサーとして、0.1Hz以下の低周波磁場を計測する機械センサー(センサーコイルとロードセルから構成)と高周波磁場計測用磁気プローブを組合わせた新方式のセンサーを開発し、その基本性能試験を実施した。ロードセルに印加される力に比例した信号、磁場に比例した信号が得られるなどの結果が得られた。講演では詳細なデータの報告とともに、最近実施した線による試験結果について報告する。
佐藤 正泰; 伊世井 宣明; 石田 真一; 諫山 明彦
Journal of the Physical Society of Japan, 67(9), p.3090 - 3099, 1998/09
被引用回数：12 パーセンタイル：62.22(Physics, Multidisciplinary)電子サイクロトロン放射(ECE)による電子温度分布測定の空間位置決定における相対論的ダウンシフト効果と光学的厚さ効果について研究した。これらの効果は測定された電子温度分布のみかけ上の半径方向のずれとなって現れる。このずれについて物理的考察を行い、ずれのプラズマパラメーター依存性を考慮し、任意のトカマク装置に適用できるスケーリング則を導いた。得られたずれ(
)のスケーリング則は、光学的深さ(
)が5以上に対して(m)=0.0009R(m)Te(keV)(1+50/(4))である。(R:トカマクの大半径、Te:電子温度)大半径、小半径の異なる装置に対してプラズマの電子温度分布のみかけ上のずれを計算し、得られたずれとスケーリング則を比較してよい一致を得た。
篠原 孝司*; 白岩 俊一*; 星野 克道; 三浦 幸俊; 花田 和明*; 遠山 潤志*; JFT-2Mグループ
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 36(12A), p.7367 - 7374, 1997/12
被引用回数：13 パーセンタイル：57.44(Physics, Applied)反射計は、プラズマ中に入射したマイクロ波がカットオフ密度で反射された波と参照波の位相差の揺動を測定することでカットオフ密度近傍での密度揺動を測定しようというものである。しかし、反射計で測定される位相データはrunaway phaseという現象を示し、位相データをそのまま用いて密度揺動を測定することは困難である。本論文では反射計のrunaway phase現象時に見られる実験事実が密度揺動による散乱で説明できるとするモデルを考案した。このモデルにもとづきrunaway phaseを含んだ反射計のデータの解析法として複素スペクトル、複素相関を提案した。そして、その解析法をJFT-2Mに設置された反射計のデータに適用した。その結果、H-modeにおける揺動の減衰が電場のシアが存在している領域に局在していることがわかった。
佐藤 正泰; 伊世井 宣明; 諫山 明彦; 石田 真一; 白井 浩
Proc. of 1996 Int. Conf. on Plasma Physics, Vol.2, p.1438 - 1441, 1997/00
電子サイクロトロン放射(ECE)による電子温度分布測定の空間位置決定に関しては、内部磁場、相対論的ダウンシフト効果、光学的厚さ効果等が重要である。本講演では、相対論的ダウンシフト効果と相対論的効果と切り離して議論することが難しい光学的厚さ効果の電子温度分布測定の空間位置決定に及ぼす影響について評価した。これらの効果は測定された電子温度分布のみかけ上の半径方向のずれとなって現われる。JT-60Uプラズマに対して、このずれのプラズマパラメータ依存性を明らかにし、JT-60UプラズマのECE計測データに対して、これらの効果の補正を行った電子温度分布の測定結果及び任意のトカマク装置に適用できるずれのスケーリングについて発表する。
佐藤 正泰; 伊世井 宣明; 石田 真一
JAERI-Research 95-074, 56 Pages, 1995/11
JAERI-Research-95-074.pdf:1.66MB
JT-60Uトカマクプラズマに対して、相対論周波数ダウンシフト効果が電子サイクロトロン放射(ECE)による電子温度分布測定における空間位置決定に影響を与えることを調べた。ECEの2倍高調波の相対論的周波数ダウンシフト効果に起因する電子温度分布の空間的なずれはJT-60UのECE測定システムの空間分解能に比べて無視することができないことがわかり、電子温度分布を正しくするにはこのずれを補正する必要がある。一様な電子密度・放物線分布の電子温度のプラズマを想定し電子温度分布のずれの依存性を電子密度・電子温度・トロイダル磁場に関して調べた。その結果相対論的周波数ダウンシフト効果による分布のずれには光学的厚さによる効果も考慮する必要があることがわかった。
量子計測研究グループ
JAERI-Conf 95-002, 64 Pages, 1995/03
先端基礎研究センター量子計測研究グループでは、1994年7月28日に「光ファイバーの量子計測への応用」と題するワークショップを開催した。同ワークショップでは、光ファイバーの放射線計測への応用、耐放射線特性の向上、プラズマ診断技術への応用、原子炉計装技術への展開などについて、所内外の研究者の最新の研究内容の講演と、これを基に討論を深めた。本稿は、同ワークショップでの講演内容を論文集としてまとめたもので、所内外の先端的な研究の現状を知ると共に、将来の方向として「原子力の光プロジェクト」へ多くの示唆に富むものである。
M.Hoek*; 西谷 健夫; 池田 裕二郎; 森岡 篤彦
JAERI-M 94-002, 25 Pages, 1994/01
JT-60Uにおいて、1放電当りの積算中性子発生量を、シリコン、アルミニウム、銅、亜鉛、ニッケルの箔を用いた中性子放射化法により測定した。モンテカルロ法(MCNPコード)を使用した中性子輸送計算により、照射位置での中性子フルエンスと中性子エネルギー分布を決定した。最近導入した、中性子放射化箔により高ポロイダルベータ実験時に、約100の箔を照射した。2.5MeV中性子発生量の初期測定結果は核分裂電離箱で測定した中性子発生量と良く一致することを確認した。上に示した箔のうち、インジウム箔が全中性子発生量測定に最も適しており、測定誤差は~15%である。重水素-重水素反応の2次生成物であるトリチウムと重水素との核融合反応で生じる14MeV中性子発生量の測定には、シリコンとアルミニウムが最も適しており、測定誤差は~15-20%である。測定されたトリトンの燃焼率は、0.5~1%であった。
T.Elevant*; M.Hoek*; 西谷 健夫
JAERI-M 93-123, 20 Pages, 1993/06
重水素放電を行うJT-60Uトカマクプラズマにおいて、中性子エネルギースペクトル測定用に飛行時間法による中性子スペクトロメーターを設計した。この装置の感度、エネルギー分解能、使用可能な計数率はそれぞれ210
cm
、6kHzとした。中性子エネルギースペクトルにより、約4keV以上の中心イオン温度の情報と熱化したイオンとの反応による中性子の割合の情報はそれぞれ
10%、15%の精度で得られる。データ収集に必要な最小時間は、0.1secである。
飛田 健次
JAERI-M 92-214, 105 Pages, 1993/01
JT-60で行なわれた能動的中性粒子診断法に関連する実験結果をまとめた。まず、プラズマに高速中性粒子ビームを入射し、そのビームのシャインスルーを調べた。その結果、水素ビームの減衰過程において、多段階電離によると考えられる断面積の増大を初めて観測した。中性粒子ビームの小角散乱を利用したイオン温度測定法において、プラズマ中の高エネルギーイオンの効果、中性粒子分析器の装置関数の効果等を評価した。また、ヘリウム原子ビームとヘリウムイオンの二電子性荷電交換を利用して、ヘリウム灰検出の模擬実験を行った。能動的中性粒子計測において、寄生的に生ずるノイズの研究を行った。このノイズを逓減する方法を提案した。
山内 俊彦; D.Dimock*; E.Tolnas*; V.Corso*; B.Leblanc*; 椎名 富雄; 高橋 明*; J.Felt*; D.Johnson*; J.Bartolick*; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 31(7), p.2255 - 2259, 1992/07
被引用回数：6 パーセンタイル：37.03(Physics, Applied)本論文は米国プリンストン大学プラズマ物理研究所と原研との日米国際協力により完成させたトムソン散乱装置について詳しく報告するものである。特徴としては、世界で初めて空間分解能を1cm以下、つまり0.85cmにする事ができた点である。
的場 徹; 藤田 順治*
プラズマ・核融合学会誌, 67(4), p.365 - 367, 1992/04
1991年11月25日から27日にかけてオーストラリア国立大学において開催された標記ワークショップの報告を核融合研究誌の内外情報欄にて発表する。本診断ワークショップは、日豪科学技術協力協定に基づくプラズマ物理と核融合研究分野の協力活動の1つとして企画され第1回は1989年にJAERIにおいて開催された。
山内 俊彦; JFT-2M実験グループ
Japanese Journal of Applied Physics, 28(4), p.L707 - L710, 1989/04
被引用回数：2 パーセンタイル：17.22(Physics, Applied)トムソン散乱装置を使ってプラズマ光が同時に測定されている。まずJFT-2Mから放射された光子の絶対値が実験的に見積もられた。次にシングル・ヌル・ダイバータプラズマ及びリミタプラズマから得られた分布が議論されている。ダイバータプラズマからの光子はプラズマ中心からのものより非常に多い。ダイバータのHモード、外側スロートにおいてプラズマ光分布の急激な傾き及びリミタHモード相におけるプラズマ光強度の減少が始めて観測された。
-2,250赤岡 伸雄; 久保 博孝; 杉江 達夫; 逆井 章; 小出 芳彦
JAERI-M 87-054, 21 Pages, 1987/03
臨界プラズマ試験装置(JT-60)におけるプラズマ中の不純物挙動診断システムの内の可視域絶対側光基準サブシステムを使って不純物のふるまいを調べる上に必要な基準データを得るために、可視域におけるスペクトル線の写真測定を行なった。写真同定の結果、3価までのTi、4価までのC,O等の低電離イオンのスペクトル線と、プラズマのイオン温度、チタンの量、プラズマの回転速度等の主プラズマの診断に有効となる高電離イオンの禁制線(Ti XVII 3844.4, Ti XIX 2344.6)が固定された。本解析結果より、今後のJT-60の分光測定を用いたプラズマ診断の基礎データが得られた。
白井 稔三; 中井 洋太; 小沢 国夫; 石井 慶之*; J.Suger*; 森 一夫*
Journal of Physical and Chemical Reference Data, 16(2), p.327 - 377, 1987/02
被引用回数：24 パーセンタイル：80.13(Chemistry, Multidisciplinary)高温プラズマの診断に利用するモリブデンイオンMoVI-MoXLIIの遷移に伴う波長とエネルギー準位を収集・評価した。
白井 稔三; 石井 慶之*; 森 一夫*; 中井 洋太; 小沢 国夫
JAERI-M 85-173, 116 Pages, 1985/10
高温プラズマ診断の基礎データとして、モリブデンイオン、MoVI-MoXLII、の遷移波長、エネルギー準位、及び発光相対強度のデータを収集した。
石井 慶之*; 久保 博孝; 小沢 国夫
JAERI-M 83-240, 29 Pages, 1984/01
核融合プラズマにおける不純物問題解明のために必要とされる金属イオンの分光学的データに関する研究の一環として、FEXVのエネルギー準位及びAn=0、n=3-3遷移の波長と振動子強度の理論計算を行った。計算にはHartree-XR波動関数とSlater-Condon理論に基づいたCowanプログラムを用いた。結果は表及び図としてまとめた。文献調査による実験値は参考として表中に示した。
