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草間 義紀
プラズマ診断の基礎と応用, p.195 - 205, 2006/03
プラズマ・核融合学会からの依頼により、上記の本の第6章第3節「高速中性粒子の計測」を執筆した。高温プラズマ中の高速イオンの挙動を解明することを主な目的に幅広く利用されている高速中性粒子計測に関し、高速中性粒子の発生過程,高速中性粒子発生量の評価,高速中性粒子のプラズマ中での減衰と積分効果,質量/エネルギー分析器など、本計測の基礎を概観している。また、高速イオンの中性化過程における不純物イオンの効果,多段階電離過程による高速中性粒子の減衰など、近年、考慮する必要があると考えられるようになった効果についても述べた。さらに、実際の計測及び分析器の設計を行う際の注意点について触れた。
Mironov, M. I.*; Khudoleev, A. V.*; 草間 義紀
Proceedings of 30th EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics (CD-ROM), 4 Pages, 2003/07
JT-60では、イオンサイクロトロン波を用いた少数イオン加熱によってMeV領域まで加速されたイオンは、水素様の軽元素不純物イオンとの荷電交換によって中性化され、プラズマを飛び出して中性粒子分析器で検出される。中性粒子ビーム(NB)との荷電交換で生成される水素様の不純物イオンは、トロイダル方向に動き、分析器の視線を横切る。そのため、NBが分析器の視線を横切らなくても、NBは分析器信号を増大させる。不純物イオンは、トロイダル方向及びポロイダル方向に動くため、分析器の視線に対する各々のビームの寄与を注意深く取り扱うモデルを開発してきた。JT-60では、NBは多様なトロイダル位置から異なった角度でプラズマに入射される。この論文では、各々のNBからの分析器信号への寄与を評価することにより、異なる半径から放出される中性粒子を区別でき、その結果、局所的なエネルギー分布を測定できることを示す。NBによって生成される水素様不純物イオンの空間分布を計算するため、トカマクの配位やNB入射を正確に取り入れ、ビームのプラズマ中での減衰,不純物イオンのトカマク磁場中での運動,プラズマイオンや中性粒子との衝突を取り扱うことができるモンテカルロコードを開発した。
朝倉 伸幸; 清水 勝宏; 仲野 友英; 東島 智; 久保 博孝; 竹永 秀信
Proceedings of 30th EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics (CD-ROM), 4 Pages, 2003/00
ガスパフを行う位置は、周辺及びダイバータ・プラズマの密度や温度を制御するために重要な要素である。JT-60Uトカマクで主プラズマの上側及びダイバータ部からガスパスを行い、マッハプローブを使用して、プラズマ密度と流速を高磁場及び低磁場側境界層で測定した結果を示す。ダイバータ排気と同時に、主プラズマの上側からガスパフを行った場合、特に高磁場側の境界層で密度と流速が増加する。この際、主プラズマ中の不純物イオンの量が減少した。実験データの解析から、ダイバータへ向かうイオン粒子流による不純物への摩擦力が、高磁場側で2-3倍程度増加したことがわかり、遮蔽効果が向上したと考えられる。さらに、これらの実験で測定したプラズマ分布をもとに、不純物輸送コードを使用し、ダイバータから発生する不純物イオンの輸送解析を行った。その結果と測定した不純物イオンの発光データとを比較し、ダイバータにおけるプラズマ流の増加と不純物輸送への影響について議論する。
濱松 清隆; C.S.Chang*; 滝塚 知典; 安積 正史; 平山 俊雄; S.Cohen*; 谷 啓二
Fusion Energy 1996, 2, p.683 - 691, 1997/00
イオン・サイクロトロン周波数帯(ICRF)の波動入射によりプラズマ周辺領域におけるヘリウム・イオン又は不純物イオンを加熱し、トロイダル・リップル磁場捕捉粒子とし主プラズマ領域より除去する解析を行った。具体的には、ICRF加熱とリップル磁場効果を取り入れた案内中心軌道追跡モンテカルロ・コードを用いて実形状トカマクの配位で数値シミュレーションを行った。灰排気においては、He(+2)イオンと重水素ガスとの荷電交換によりHe(+1)となったヘリウムが再電離するまでの時間に着目する。プラズマ周辺領域において、ヘリウム・イオンが+1価状態で存在できる時間内にICRF波で磁場に垂直方向に加熱し、粒子を速度空間におけるリップル捕捉領域へ導きリップル損失させることで排気が出来る可能性について、又、不純物イオンも同様の方法で除去が可能であることを発表する。
玉井 広史; 荘司 昭朗; 永島 圭介; 三浦 幸俊; 山内 俊彦; 小川 宏明; 川島 寿人; 松田 俊明; 森 雅博; 居田 克巳*; et al.
Journal of Nuclear Materials, 220-222, p.365 - 369, 1995/00
被引用回数：17 パーセンタイル：82.2(Materials Science, Multidisciplinary)JFT-2Mトカマクにおける外部ヘリカル磁場の印加による密度限界の改善を、ヘリカル磁場と周辺プラズマの相互作用という観点から調べた。ヘリカル磁場を加えることによりプラズマ周辺部の放射損失が減少し、密度限界が最大30%増加した。密度限界付近での内部インダクタンスはヘリカル磁場の有無にかかわらずほぼ同じ値まで増加する。ヘリカル磁場を加えるとインダクタンスの増加が遅れるため、ヘリカル磁場のないときの限界を越えて密度を上げることができる。荷電交換再結合放射スペクトルを用いた分光測定によると、ヘリカル磁場を加えると正の径方向電場が形成されており、プラズマ周辺部での電子損失の増大と定性的に一致している。密度限界の改善は、この形成された電場が不純物イオンのプラズマ中への混入を防いで周辺部の放射損失を抑制し、内部インダクタンスの増加を抑えたことによると考えることができる。
in He, Ne and Ar加瀬 昌之*; 菊地 昭*; 柳下 明*; 中井 洋太
J.Phys.,B, 17(4), p.671 - 677, 1984/00
0.3~3.0MeVのエネルギー領域でNeのHe,Ne,Arなどの希ガス中での一電子及び二電子捕獲断面積の測定を行った。そして、一電子捕獲断面積については、Ra-ppとFrancisの理論の比較を行った。ターゲットが、Heの場合は、実験と理論は断面積の極大値のエネルギーがずれており、Neの場合は約3倍(理論の方が小)のくいちがいがみられ、Arの場合は全く合わないことが分った。
松澤 通生*
JAERI-M 8676, 33 Pages, 1980/03
高電離重イオンの関与する荷電交換過程 AB
A
+B に関する種々の理論的モデルの現状について調査した。各モデルの適用限界、相互の関係について議論し、評価を行なった。特に次のこの二つの一電子系における荷電交換過程C
+HC
+H
Fe+HFe+Hを例とし、各モデル間の詳細な比較を行った。核融合への応用上重要な荷電交換断面積のスケーリング則、UV又はX線レーザーへの応用上重要な荷電交換後の高電離重イオンの終状態の分析について、各モデルから得られる理論的予言をまとめ相互の比較を行なった。理論の結果と現在入手可能なデータとの比較も試みた。
柴田 猛順; 伊藤 孝雄; 白形 弘文; 菅原 亨*
JAERI-M 6990, 10 Pages, 1977/02
JFT-2中性粒子入射加熱実験に使用される中性粒子ビームの組成を調べた。イオンの加速電圧30kV、引きだし電流5.5Aのとき中性粒子ビーム全エネルギーのうちH(30keV)、H(15keV)、H(10keV)、H
(30keV)、H(20keV)の各粒子が57%、28%、9%、30%、3%受けもっていることがわかった。イオン源のガス効率は、57%であった。さらに中性化セルをつけずに不純物イオンの量を測定した。主要な不純物は、O、OH、HO、H
Oで全イオン電流の0.4%、0.4%、1.3%、0.1%であった。
