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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。

報告書

JFT-2MトカマクにおけるTVトムソン散乱装置の技術開発と運転

椎名 富雄; 山内 俊彦; 石毛 洋一*; 高橋 明*; 吉田 英俊; 小澤 皓雄; 河村 茂*; 秋本 宣章*; D.Dimock*; B.LeBlanc*; et al.

JAERI-Tech 98-048, 49 Pages, 1998/10

JAERI-Tech-98-048.pdf:2.16MB

TVトムソン散乱装置(TVTS:プリンストン大学と共同で開発した計測器)が完成し、運転を始めてから6年(1993~1998)が経過した。その間にハードウェア上及びソフトウェア上の問題点が数多く発生し、その都度装置の改良に迫られたが、現象を慎重に検討し、運転をしながら問題点を解決してきた。本報告書では、蓄積されたTVTS装置の運転上のノウハウについてまとめるとともに、TVTSの運転方法も記述した。

論文

Hollow density profile on electron cyclotron resonance heating JFT-2M plasma

山内 俊彦; 星野 克道; 川島 寿人; 小川 俊英; 河上 知秀; 椎名 富雄; 石毛 洋一*

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 37(10), p.5735 - 5741, 1998/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:19.25(Physics, Applied)

JFT-2Mトカマクにおける電子サイクロトロン共鳴加熱プラズマで、電子密度分布がホロー化していることを初めて、TVトムソン散乱装置によって測定することができた。この時の電子サイクロトロン共鳴加熱パワー250KWで電子密度は1.2$$times$$10$$^{13}$$cm$$^{-3}$$であった。電子温度は逆に中心が加熱され、2.7keVで飽和していた。この原因として、スーパーサーマル電子によるもの、負磁気シェアによるもの、及び電子のドリフトによるもの等考えられた。ここでは、スーパーサーマル電子による電界で中心の電子密度がポンプアウトされるとして評価すると、密度の減少分は実験値を説明できた。

論文

Sharp hollow density profile with TVTS on ECRH JFT-2M plasma

山内 俊彦; 星野 克道; 川島 寿人; 小川 俊英

Physics Letters A, 246(6), p.534 - 541, 1998/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:15.99(Physics, Multidisciplinary)

JFT-2Mトカマクプラズマに電子サイクロトロン共鳴加熱(ECRH:Oモードの中心加熱、約250KW入射)を行った時、プラズマ中心にホローのある電子密度分布が初めてTVトムソン散乱装置によって測定された。周辺の分布は、中心領域からの粒子のポンプアウトと外からのガスパスの入射により増加している。このホロー化は時間とともに深くなり、約40ms後に飽和し、少々の温度減少があってもホロー比を一定に保っている。このホロー比はトムソン散乱信号のフィッテング曲線の誤差から生じているのではなく、電子加熱帯周辺の急激な温度勾配と強く関係している。

論文

Electron temperature, density and pressure gradients at the edge on H-mode JFT-2M plasma

山内 俊彦; 石毛 洋一*; 小沢 皓雄*; 椎名 富雄

Physics Letters A, 247(4-5), p.330 - 338, 1998/00

 被引用回数:3 パーセンタイル:33.49(Physics, Multidisciplinary)

JFT-2M Hモードプラズマにおける電子温度・密度分布をTVTSを使って精度の高い分布を得た。その分布を使って以下の物理が明らかとなった。まず、Hモードにおける周辺の温度勾配はLモードより5~6倍大きい。次に電子温度のスケール長はHモードの初めに密度のスケール長と等しいことが判った。また、Hモードにおける温度のスケール長の逆数(減衰率)はオーミック加熱と対照的に密度の減衰率より大きい。次に、ELMyHモードにおいて、周辺の密度分布はセパラトリックスの外側にはみ出た広い分布となり、温度及び密度のスケール長はELMyのないHモードのものより長い。

論文

A Lange aperture laser triggered intensified charge coupled device using second-harmonic laser light triggering

山内 俊彦; D.Dimock*

Review of Scientific Instruments, 68(6), p.2384 - 2386, 1997/06

 被引用回数:4 パーセンタイル:41.98(Instruments & Instrumentation)

ルビーレーザートムソン散乱装置に利用するために、我々はレーザーでトリガーするインテンシファイヤCCDカメラを開発した。それは80mmの大開口径、2段のイメージインテンシファイヤからなり、80nsのゲート幅を持つものである。このダイナミックレンジを改善するために、CCDを-30$$^{circ}$$Cに冷却し、データはCCDから1秒かけてゆっくり読み出すようにした。1.1$$times$$10$$^{7}$$以上の消光比を得るために、第1段目のインテンシファイヤのズーム電極をゲートに決定した。印加電圧は約10KVでスパークギャップ間にレーザーを入射し短時間のゲートを行う。このスパークギャップのゲート動作の安定性は、基本レーザー光の2倍高周波を使うことで非常に改善された。

論文

Detailed profile of M=2 islands with TVTS on JFT-2M

山内 俊彦; B.Grek*; 星野 克道; B.Leblanc*; D.Johnson*; J.Felt*; 椎名 富雄; 栗田 源一; 石毛 洋一*; 小沢 皓雄

Physics Letters A, 223(3), p.179 - 185, 1996/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:53.68(Physics, Multidisciplinary)

低密度JFT-2Mプラズマの詳細な電子温度分布(空間分布の分解能:0.86cm)がTVトムソン散乱装置(TVTS)を使って測定された。ここではm=2/n=1磁気島の電子温度である平坦な分布が、磁気島のない場合と著しい違いを示している。その他に、m=2/n=1磁気島は局所的なECRH加熱で効率よく抑制されたことが示されている。

論文

トカマクにおけるトムソン散乱装置の概要

山内 俊彦

RTM-96-4, 0, p.19 - 25, 1996/00

1969年のT-3でのT$$_{e}$$およびn$$_{e}$$分布の測定以来、世界の多くの研究所でトムソン散乱装置が設置され、トカマクプラズマのT$$_{e}$$およびn$$_{e}$$分布を測定してきた。トムソン散乱法は測定位置、空間分解能および誤差が明確、仮定がない、データが分かり易く解析手順が単純である等の特徴を持つ。しかし、他のまねであってもその開発技術は高いことが求められ、さらに製作費用もかかる。それでここでは、現在世界的に優れた装置として上げられる3つの装置、LIDAR、TVTSおよびYAGTSについて比較し、その長所や短所および技術的問題点についてふれた。また著者が取得したノウハウはできる限り全て記述した。

論文

Development of ICCD detector for TV Thomson scattering system on JFT-2M

山内 俊彦; D.Dimock*; B.Leblanc*

プラズマ・核融合学会誌, 71(10), p.1011 - 1019, 1995/10

JFT-2M用TVTSにとって重要なICCD検出器の開発を行った。本論文はそこで得られた結果について述べたものである。つまり(1) ICCD検出器の特性 消光比$$>$$2$$times$$10$$^{7}$$,MTF~95%(軸上、2.5lp/mm),ゲート時間~120ns,ゲートのゆらぎ$$<$$4% (2) TVTS全体としての特性 コンパクトで高透過率、高感度,空間分解能0.86cm,測定点81点,全測定長70cmである。またTVTSを使って得られたT$$_{e}$$・n$$_{e}$$分布を示し、簡単に説明した。

論文

The JFT-2M TV Thomson scattering system

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:37.53(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。

報告書

TVトムソン散乱(TVTS)用高出力・高品位ルビーレーザー発振装置の開発

山内 俊彦; J.Davis*; 椎名 富雄; D.Dimock*; 高橋 明*; 猪俣 新次

JAERI-M 91-035, 15 Pages, 1991/03

JAERI-M-91-035.pdf:0.95MB

日米協力で開発中のJFT-2M用TVTS装置では、入射レーザー光としてルビーレーザーを用いる。このレーザーの最大の特徴は高出力(20J,20ns)及び高品位(TEMooモード、0.3mrad以下の発散角)である。このレーザーは発振が安定であり、TVトムソン散乱に必要な条件を満足した。

報告書

JFT-2MにおけるTVトムソン散乱(TVTS)用真空部品の開発・製作

椎名 富雄; 山内 俊彦; 藤沢 恒志; 塙 修*; D.Dimock*; 高橋 明*; 猪俣 新次

JAERI-M 91-030, 17 Pages, 1991/03

JAERI-M-91-030.pdf:1.11MB

日米協力で開発中のJFT-2M用TVTS装置に必要な6個のサブシステムの内のJFT-2Mトカマク装置側に必要な真空部品サブシステムを開発・製作した。真空部品サブシステムは上下フランジ、横フランジ、ビューイングダンプ及びコンパクト化したビームダンパ等で構成され、米国(プリンストン大学プラズマ物理研究所)で開発する光学系サブシステムに整合しているばかりでなく、現在使用中の13点トムソン散乱システムにも適合する様に設計されている。又新しく考案、開発したレーザーアウイメント用フィードバックシステムについて説明する。

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