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論文

Electron density behavior during fast termination phase of post-disruption runaway plasma

河野 康則; 仲野 友英; 朝倉 伸幸; 玉井 広史; 諫山 明彦; 近藤 貴; 波多江 仰紀; 竹永 秀信; 井手 俊介

プラズマ・核融合学会誌, 81(10), p.743 - 744, 2005/10

ディスラプションにより発生する逃走電子プラズマが急速に消滅する際の特性理解を目的として、JT-60Uにおいて、接線炭酸ガスレーザ干渉計を用いた電子密度計測を行った。その結果、1回目の逃走電子電流急速減衰時には、直後に電子密度が急増することを観測した。また、2回目の急速減衰時には、電子密度が周期約1ミリ秒のスパイク状電子密度変動を伴い増加する場合があることを見いだした。このとき、増加した電子密度により電流減衰が速まっている可能性が示唆された。

論文

Recent R&D of Thomson scattering diagnostics for JT-60U and ITER

波多江 仰紀; 近藤 貴; 内藤 磨; 中塚 正大*; 吉田 英次*

Proceedings of 12th International Symposium on Laser-Aided Plasma Diagnostics (LAPD-12) (CD-ROM), 6 Pages, 2005/09

JT-60の近年のトムソン散乱計測の開発研究について報告を行う。非協同トムソン散乱計測では、誘導ブリルアン散乱位相共役鏡を応用し、トムソン散乱計測の測定性能改善を図った。トムソン散乱への直接的な応用としては、位相共役鏡によりレーザービームを往復させ、迷光を著しく増加させることなく散乱光を倍増させる手法(ダブルパス散乱)を開発した。ダブルパス散乱を発展させ、一対の位相共役鏡間にレーザー光を閉じ込め、数倍以上の散乱光を発生することができるマルチパス散乱も考案した。散乱光のS/N改善のため、位相共役鏡を既存のYAGレーザー装置に組み込み、レーザー装置の高出力化も行った。位相共役鏡は高出力増幅器で誘起される波面歪みを効果的に補正し、レーザー出力が当初の8倍を超える368W(7.4J$$times$$50Hz)に到達した。これを踏まえ位相共役鏡を搭載した、最適化されたITER用レーザーシステムの設計・検討を行った。また、JT-60では核燃焼プラズマのイオン温度や高速$$alpha$$粒子の振る舞いを測定する炭酸ガスレーザを用いた協同トムソン散乱計測の開発を行っている。初期実験結果に基づきレーザーの縦モードの質,ヘテロダイン受信機の電気ノイズの低減,光軸調整の改善を進め、2005年冬から始まるJT-60実験では改善された計測装置で測定を行う予定である。

論文

Silicon isotope separation utilizing infrared multiphoton dissociation of Si$$_{2}$$F$$_{6}$$ irradiated with two-frequency CO$$_{2}$$ laser lights

横山 淳; 大場 弘則; 橋本 雅史; 勝又 啓一; 赤木 浩; 石井 武*; 大家 暁雄*; 荒井 重義*

Applied Physics B, 79(7), p.883 - 889, 2004/11

 被引用回数:9 パーセンタイル:43.51(Optics)

シリコン同位体分離を2振動数CO$$_{2}$$レーザー光照射によるSi$$_{2}$$F$$_{6}$$の赤外多光子解離を利用して行った。2振動数光照射により高い分離係数を維持したまま分離効率を向上させることができた。例えば、966.23cm$$^{-1}$$(0.089J/cm$$^{2}$$)と954.55cm$$^{-1}$$(0.92J/cm$$^{2}$$)の光を100パルス同時に照射し、Si$$_{2}$$F$$_{6}$$を40%分解させることで$$^{28}$$Si同位体純度99.4%のSi$$_{2}$$F$$_{6}$$が得られた。一方、954.55cm$$^{-1}$$の光(0.92J/cm$$^{2}$$)のみでは同位体純度99.0%のSi$$_{2}$$F$$_{6}$$を得るのに1000パルスの照射が必要であった。$$^{29}$$Siと$$^{30}$$Siの1パルス照射あたりの分離係数は、Si$$_{2}$$F$$_{6}$$圧の増加に伴って増大した。この圧力効果の原因について周囲の気体との衝突による回転及び振動緩和の観点から議論した。

論文

Toroidal interferometer/polarimeter density measurement system on ITER

近藤 貴; Costley, A. E.*; 杉江 達夫; 河野 康則; Malaquias, A.*; Walker, C. I.*

Review of Scientific Instruments, 75(10), p.3420 - 3422, 2004/10

 被引用回数:21 パーセンタイル:71.34(Instruments & Instrumentation)

ITERにおいて線平均電子密度測定のために、CO$$_{2}$$レーザー干渉計/偏光計(波長$$lambda$$=10.6$$mu$$m)の設計開発を進めている。従来の設計では、振動補正用レーザーとしてCOレーザー($$lambda$$=5.3$$mu$$m)を使用していたが、波長の短いCOレーザーでは、真空容器内に設置する逆反射鏡の反射率低下が予想される。そこで、JT-60Uで開発し、実験で定常的に使用して信頼性を得た2波長CO$$_{2}$$レーザーシステム($$lambda$$=10.6$$mu$$m, 9.3$$mu$$m)をITERの干渉計/偏光計に採用した。この2波長CO$$_{2}$$レーザーシステムをITERへ適用した設計を行い、ITERで要求される必要条件(精度1%,時間分解能1ms)を満たすことを示した。

論文

High enrichment of $$^{28}$$Si by infrared multiple photon decomposition of Si$$_{2}$$F$$_{6}$$

横山 淳; 大場 弘則; 柴田 猛順; 河西 俊一*; 杉本 俊一*; 石井 武*; 大家 暁雄*; 宮本 佳樹*; 磯村 昌平*; 荒井 重義*

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(4), p.457 - 462, 2002/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:17.59(Nuclear Science & Technology)

六フッ化ニケイ素(Si$$_{2}$$F$$_{6}$$)の赤外多光子解離を用いたシリコン同位体分離により高濃縮$$^{28}$$Siを得た。TEA炭酸ガスレーザーの10P(8)発振線(954.55cm$$^{-1}$$)の光をセルにつめたSi$$_{2}$$F$$_{6}$$にフルエンス1.0J/cm$$^{2}$$で照射した。その結果、$$^{29}$$Siと$$^{30}$$Siは、生成物であるSiF$$_{4}$$と白色の粉に濃縮し、$$^{28}$$Siは分解しないで残ったSi$$_{2}$$F$$_{6}$$に濃縮した。99.9%濃縮の$$^{28}$$Siは、Si$$_{2}$$F$$_{6}$$を50%分解することにより得られた。また、Si$$_{2}$$F$$_{6}$$を連続的に流し、レーザー照射を行うことで、99.7%濃縮の$$^{28}$$Siを2.5g/hの生成速度で連続的に生成することが出来た。

論文

Overview of JT-60U diagnostics for reactor-relevant plasma physics

波多江 仰紀; JT-60チーム

Proceedings of 6th Japan-Australia Workshop on Plasma Diagnostics (CD-ROM), 16 Pages, 2002/00

JT-60Uの計測システムは約50の計測装置から構成されている。近年、電子温度,電子密度,イオン温度,プラズマ回転,プラズマ電流密度(安全係数)といったプラズマパラメタの詳細な径方向分布計測が可能となった。これにより、プラズマの内部構造の理解が進展し、近年、これらを用い不磁気シアプラズマにおける内部輸送障壁の研究が精力的に進められている。さらに、MSE計測装置を用いてプラズマ中心部の電流密度分布がゼロまたはゼロに近い「電流ホール」を新たに発見した。いくつかの計測装置の信号(電子密度,中性子発生率,放射損失,蓄積エネルギー,温度勾配)は、アクチエーターであるNBI,ECH,ガス供給システムなどとリンクさせ先進実時間制御を行うことによりプラズマの閉じ込め性能をより向上させることができた。ITERで生成される燃焼プラズマのための計測装置の開発研究も進めている。

論文

Collective Thomson scattering using a pulsed CO$$_{2}$$ laser in JT-60U

近藤 貴; Lee, S.; Hutchinson, D. P.*; Richards, R. K.*

Review of Scientific Instruments, 72(1), p.1143 - 1146, 2001/01

 被引用回数:12 パーセンタイル:58.48(Instruments & Instrumentation)

核融合炉心プラズマにおける$$alpha$$粒子の速度分布計測と、イオン温度計測の確立は重要な課題であり、計測手法の実証が求められている。そこで、JT-60UにおいてITERにおけるイオン温度と高速$$alpha$$粒子の計測手法の実証を目的として、炭酸ガスレーザを用いた協同トムソン散乱計測法の開発を行っている。現在までに製作と据え付けが完了した、大出力炭酸ガスレーザ、高温炭酸ガスセルを用いた迷光フィルター、ヘテロダイン受信システム、JT-60U真空容器へのレーザビーム伝送系、ならびに周波数解析用のフィルターバンク等の測定システムについて説明する。また、イオン温度と高速イオンの測定可能のプラズマパラメータ領域を示す。さらにJT-60Uの高温プラズマを用いたイオン温度測定の初期結果について述べる。

論文

Development of dual CO$$_{2}$$ laser interferometer for large tokamak

長島 章; 河野 康則; 波多江 仰紀; 軍司 操一*

Diagnostics for Experimental Thermonuclear Fusion Reactors, 0, p.235 - 243, 1996/00

電子密度を連続的に十分な信頼性を持って精度良く測定することは核融合研究を推進するための基本的な課題である。信頼できる密度モニターはITER計測においても、トムソン散乱の較正用等で必要性が高く、今後の大型トカマク研究においても増々その重要性が高くなると思われる。発表においては、JT-60U計測のうち近年大巾に信頼性を向上させたCO$$_{2}$$(デュアル)レーザ干渉計についてその設計概要を述べる。特に接近した周波数(波長)を用いることにより、変調素子を合理化でき、本質的に問題のあったベースラインドリフトや比較的長波長の干渉計のため真空窓の汚れにも影響されない大きな利点を持つこと及び、接近した周波数を用いた場合に低減する分解能を補うため、高分解の位相弁別器を開発していること等について述べる。

論文

Isotope effect in the photodissociation of ammoniated ammonium ions by CO$$_{2}$$ laser

池添 康正; 曽我 猛; 鈴木 和弥; 大野 新一*

Journal of the Mass Spectometry Society of Japan, 43(5), p.257 - 263, 1995/00

炭酸ガスレーザーによるアンモニアのクラスターイオン(NH$$_{4+}$$・nNH$$_{3}$$とND$$_{4+}$$・nND$$_{3}$$)の光分解を調べた。NH$$_{4+}$$・5NH$$_{3}$$は1080cm$$^{-1}$$の光で、光強度に比例して分解した。クラスターが大きくなると低波数側へシフト(レッドシフト)した。光分解を構成する光吸収過程と配位子分離過程の二つの基礎過程における同位体効果について考察した。

報告書

Critical element development of standard components for pipe welding/cutting by CO$$_{2}$$ laser

岡 潔; 角舘 聡; 中平 昌隆; 多田 栄介; 小原 建治郎; 金森 直和*; 田口 浩*; 近藤 光昇*; 柴沼 清; 関 昌弘

JAERI-Tech 94-033, 20 Pages, 1994/11

JAERI-Tech-94-033.pdf:1.25MB

核融合実験炉での炉内機器を交換・保守する作業ではあらかじめそれらに付属する冷却配管を切断しなければならない。また、新しい炉内機器を設置し、冷却配管を再溶接する作業も必要である。これらの作業は、遮へい領域の確保と狭小なポートからのアクセスという観点から、新しい作業概念の適用が要求されている。本報告では、従来までの一般的な手法ではなく、配管内からのアクセスによる溶接・切断をCO$$_{2}$$レーザを使用することによって可能となったシステムを提案し、要素開発を行った。まず、溶接切断用加工ヘッドを製作し、基本パラメータの取得を行い加えてガンマ線環境下でのレーザ伝送実験を行った。さらに本システムの有効性を炉内機器の一つであるダイバータに付属する冷却配管に適用することで実証した。

報告書

炭酸ガスレーザー光によるクラスターイオンの分解,I

池添 康正; 曽我 猛; 鈴木 和弥; 大野 新一

JAERI-M 90-141, 55 Pages, 1990/09

JAERI-M-90-141.pdf:1.38MB

クラスターイオンの光分解について、1)クラスターイオンの特性、2)レーザー光の特性、3)これまでに行われた研究例、4)予備実験装置を用いたアンモニアクラスターイオンの生成と分解、等を調べた。予備試験装置においては、クラスターイオンの生成は、コロナ放電-jet expansion法による。NH$$_{4+}$$・nNH$$_{3}$$の形のクラスターイオンがえられる。クラスターの大きさをあらわすには、条件により0~10の範囲で変化する。クラスターの大きさの分布とクラスターイオンの温度の関係について議論した。

論文

Tritium separation by laser multiple-photon dissociation of CDTCl$$_{2}$$/CD$$_{2}$$Cl$$_{2}$$ mixture

横山 淳; 鈴木 和弥; 藤沢 銀治; 石川 二郎; 岩崎 又衛*

Chemical Physics Letters, 99(3), p.221 - 224, 1983/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:32.8(Chemistry, Physical)

大量のCD$$_{2}$$Cl$$_{2}$$中のCDTCl$$_{2}$$をTEACO$$_{2}$$レーザー光照射よって選択的に分解した。CDTCl$$_{2}$$の分解速度は、927cm$$^{-}$$$$^{1}$$光照射で最大となり、この振動数は、ジクロロメタンに対する一般化分子力場における力の定数の文献値を用いて計算したCDTCl$$_{2}$$のU$$_{7}$$基準振動数(927cm$$^{-}$$$$^{1}$$)と一致した。またレーザー光1パルス照射当たりに生成する分解生成物中のトリチウム分離係数は、試料全圧3torr、907.8cm$$^{-}$$$$^{1}$$光照射で29$$_{-}$$$$_{1}$$$$_{5}$$$$^{+}$$$$^{1}$$$$^{5}$$$$^{6}$$となった。

論文

Selective multiple-photon dissociation of chloroform-d

横山 淳; 鈴木 和弥; 藤沢 銀治; 石川 二郎; 岩崎 又衛

Journal of Nuclear Science and Technology, 18(9), p.737 - 738, 1981/00

CHCl$$_{3}$$およびCDCl$$_{3}$$等モル混合系にCDCl$$_{3}$$$$upsilon$$$$_{4}$$バンドの波長に相当するTEACO$$_{2}$$レーザーからのレーザー光(10.83$$mu$$mおよび10.91$$mu$$m)照射を行い、CDCl$$_{3}$$の選択的多光子解離を確認した。分解生成物中の分離係数は、10.91$$mu$$m光照射の場合、全圧4$$times$$10$$^{2}$$Paで47以上となり、全圧が増加するに従って、分離係数が低下した。また全圧が同じ場合には、10.83$$mu$$m光照射の場合に比べて光学的選択性(CDCl$$_{3}$$とCHCl$$_{3}$$のモル吸光係数の比)の大きい10.91$$mu$$m光照射の場合に、より大きい分離係数の値を得た。

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