Investigation of solid hydrogen ablation and homogenization processes for fueling to fusion plasmas

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高温プラズマ中における固体水素の溶発過程と，溶発した水素がプラズマ中に均質化してゆく過程を，高空間分解能イメージング分光計測と高時間分解能スペクトル計測を組み合わせた新しい計測手法で調べ，プラズマへの粒子供給素過程を明らかにすることが，本研究の目的である．2021年度は，高速カメラを用いた高空間分解能イメージング分光計測装置の整備をおこなった．ダイクロイックミラーとカメラレンズを用いたペリスコープ型の結像光学系により，一つの像を，水素のバルマー系列のスペクトル（Hα, Hβ, Hγ）と575 nm付近の連続光のスペクトルに対応する4つの波長領域に分解し，さらに狭帯域干渉フィルターを用いて分光した４つの波長が異なる画像を高速カメラの撮像素子上に同時に結像するシステムを構築した．高速カメラの露光時間と高速分光器の時間分解能を同一にし，同一のクロック信号によって同期計測することにより，高空間分解能イメージング分光計測と高時間分解能スペクトル計測において，同一現象を二つの分光器によって観測することを可能とした．高時間分解能スペクトル計測装置の較正実験は遅れたままであるが，2021年10月から2022年2月にわたって行われたLHD実験キャンペーンにおいてペレット入射実験を行い，固体水素溶発発光の計測データの蓄積をおこなった，後日，較正試験結果を反映してデータ処理をすることにより，蓄積したデータを有効活用する予定である．