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論文

Absolute measurement of extremely high intense photons using calorimetric method

浅野 芳裕; 岸 紀行*; 森谷 隆広*; 三浦 雄太*; 井上 勝昌*

AIP Conference Proceedings 705, p.568 - 571, 2004/04

SPring-8のBL40XU高フラックスビームラインでは、実験ハッチにおける光子強度が10E15photons/s程度と非常に大きい。そのため、光子強度絶対測定によく用いられる自由空気電離箱等では高精度の絶対測定は非常に難しい。これまでは、蓄積リングの蓄積電流を最大時の1%程度にまで下げた状態で測定を行い、そのデータを蓄積電流値で外挿することによって光子強度を求めていた。しかし、BL40XUのように光学素子を通して放射光を取り出す場合には、光学素子に対する熱付加の影響等のために必ずしも蓄積電流値に放射光強度が比例するとは限らない。そのため、この方法では高精度の絶対測定は難しい。そこで、電離現象の替わりに発熱現象を検出原理とする熱量計を用いて、大強度放射光の光子強度絶対測定を行った。また、いままで行ってきた長時間照射方法に加えて、ms-数sオーダーの短時間照射による光子強度絶対測定が可能になれば測定レンジを飛躍的に広げることができ、BL40XUで得られる大強度ビームも直接絶対測定が可能になる。

論文

Measurement of absolute intensity for high energy SR photons using calorimeter

浅野 芳裕; 岸 紀行*; 森谷 隆広*

AIP Conference Proceedings 705, p.564 - 567, 2004/00

放射光ビームの光子数絶対値を知ることができれば、放射光実験の精度を格段に向上させるだけでなく、ビーム強度を定量的に議論できることにより照射実験等への応用範囲を広げることができる可能性がある。従来、放射光ビーム強度の絶対測定には熱量計(1)や自由空気電離箱が用いられてきた。これらは数10keV以下の光子を対象としており、SPring-8で得られる100keV以上の高エネルギー光子に対して誤差が大きく、正確な値が得られていなかった。そこで200keV近辺の高エネルギー光子も正確に計測できるように金製の放射光ビーム吸収体を装備した熱量計を整備した。装着された金製放射光ビーム吸収体は200keVの光子エネルギーを98%以上吸収することができる。この熱量計を用いて174keV光子ビームの絶対強度を測定した。併せて、自由空気電離箱及びSi-PINフォトダイオードと比較測定を実施した。

論文

JT-60U,JFT-2Mにおける非協同トムソン散乱

波多江 仰紀; 吉田 英俊; 山内 俊彦; 内藤 磨

プラズマ・核融合学会誌, 76(9), p.868 - 873, 2000/09

非協同トムソン散乱を用いた計測手法は、トカマク装置による核融合研究の黎明期以来、トカマクプラズマの性能評価のための重要な計測手法となっている。そのためトムソン散乱測定装置は、基幹計測装置としてほとんどのトカマク装置に設置され、電子温度と電子密度のデータを提供している。しかしながら測定原理は同じであっても、それぞれのトカマク装置に適用する場合、装置の事情(たとえば、観測ポートとその近傍の装置の構造,必要とされる空間分解能や時間分解能,製作コスト)によって適用される形態は異なる。この論文では、例として大型のトカマク装置である臨界プラズマ試験装置JT-60Uと,中型のトカマクである高性能トカマク開発試験装置JFT-2M、これら2つのトカマク装置のトムソン散乱測定装置について、その開発の流れや考え方について解説した。

論文

Multilaser and high spatially resolved multipoint Thomson scattering system for the JT-60U tokamak

吉田 英俊; 内藤 磨; 山下 修; 北村 繁; 佐久間 猛*; 小野瀬 義秋*; 根本 博文*; 浜野 隆*; 波多江 仰紀; 長島 章; et al.

Review of Scientific Instruments, 70(1), p.751 - 754, 1999/01

 被引用回数:13 パーセンタイル:33.56(Instruments & Instrumentation)

JT-60Uトムソン散乱測定装置の最新の設計と測定実績について総合報告する。本装置は超高温な電子温度や高精度な電子密度の過渡変化を、定量的であるがゆえに精密なアラインメントの常時監視下で高信頼測定が可能であるという特長を有する。2台のルビーレーザから発せられるビームを光学的に同質かつ同一直線上に伝搬させる、施光子とファラデー回転子から成るビーム合成装置を開発して、2ミリ秒の時間差での過渡事象現象測定を可能にした。プラズマ炉心部から周辺部まで約2mにわたって60空間点のトムソン散乱光を8~22mmの高分解能で2台の集光器で集光する。低電子密度プラズマを小立体角かつ高空間分解能で高精度に測定するため超高感度の光電子増倍管を採用し、また高温高密度の炉心プラズマを対象に高繰返し計測が可能な2次元型検出器を開発・導入した。講演では、最新の測定結果についても言及する。

論文

A Compact and high repetitive photodiode array detector for the JT-60U Thomson scattering diagnostic

吉田 英俊; 内藤 磨; 佐久間 猛*; 北村 繁; 波多江 仰紀; 長島 章

Review of Scientific Instruments, 70(1), p.747 - 750, 1999/01

 被引用回数:4 パーセンタイル:60.37(Instruments & Instrumentation)

コンパクトで高い繰返し計測が可能な2次元型検出器をJT-60Uトムソン散乱測定装置用に開発した。機器構成は、短波長で高い量子効率を持つ光電面、指向性を重視した近接型一段加速のマイクロチャンネルプレート、高速応答できる蛍光面、空間分割20でスペクトル分割12の240chフォトダイオードアレイ、1ミリ秒以内にデータ読み込みやA/D変換、メモリーへの転送・書き込みを行うパラレル/シリアルデータ処理ユニットである。上述した短波長で高い分光感度を持つ本検出器の特性を生かし、長波長側で高い透過率を持つように分光光学系で使用するレンズ類の無反射コーティング等の設計に留意した結果、広いスペクトル帯域幅でトムソン散乱光の測定を可能にし、10keVを越す炉心プラズマの超高温電子温度測定にも本検出器は安定かつ高い信頼性で適用できることを、JT-60Uトムソン散乱測定装置で実証した。

論文

Loss monitor system for the JAERI superconducting RF linac-based FEL

峰原 英介; 田中 英一*; 杉本 昌義; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 西森 信行

Proc. of 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.343 - 344, 1997/00

原研FEL施設のX線及び$$gamma$$線レベルを根本的に下げるために、原研超伝導線加速器(リニアック)のビームラインに沿って分布させたビーム電流の損失モニタを開発した。実験的かつ予備的な結果は原研自由電子レーザー実験室の放射線レベルを数分の1から数十分の1減少させることを示した。ビーム電流の損失モニタとして用いた検出器は浜松ホトニクス社製PINホトダイオードとチャージセンシティブアンプを放射線計測に応用したものである。この検出器にBGOやCsLシンチレーターを組み合わせて高いエネルギーのホトンを計測することもできるが、このシステムの主な検出対象は空洞やダクト等のKX線であるので必ずしもシンチレーターは必要ではない。そのシステムの検出器と監視方法に関する設定についても議論する。

報告書

JT-60U Thomson scattering system with multiple ruby lasers and high spatial resolution for high electron temperature plasma measurement

吉田 英俊; 内藤 磨; 山下 修; 北村 繁; 波多江 仰紀; 長島 章

JAERI-Research 96-061, 20 Pages, 1996/11

JAERI-Research-96-061.pdf:1.1MB

高温なJT-60Uプラズマの電子温度T$$_{e}$$と電子密度n$$_{e}$$をマルチルビーレーザを活用して空間点数60点で測定するトムソン散乱計測システムの1996年現在までの設計と測定実績を記述する。分光器と新開発の2次元検出器の高スペクトル帯域化によって、高精度かつ高い信頼性を確保しつつ負磁気シア放電で炉心内部に形成される高電子温度プラズマの測定を可能にした。また高空間分解能測定によって、Hモード放電でプラズマ周辺部に形成されるT$$_{e}$$とn$$_{e}$$の急峻な分布勾配の正確な測定を可能にした。最小時間差2ミリ秒まで可能なマルチレーザの活用は、固体燃料ペレットの入射実験等の過渡現象測定に必要不可欠なものとなった。JT-60UプラズマのT$$_{e}$$とN$$_{e}$$分布の最近の測定例から、本システムの設計の妥当性と性能を具体的に記した。

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