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

研究聚变等离子体燃料的固体氢烧蚀和均质化过程

• 批准号: 20H01888
• 负责人: 坂本 隆一
• 金额: $ 9.65万
• 依托单位: National Institute for Fusion Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H01888/
• 关键词: 固体水素溶発; プラズモイド; 粒子供給モデル; 高速分光計測; 核融合プラズマ; 粒子供給; 固体水素; 溶発; 水素スペクトル; バルマー系列; 高速分光

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．

The purpose of this study is to investigate the dissolution process of solid water in high temperature, homogenization process, high spatial resolution energy spectrometer measurement, high temporal resolution energy spectrometer measurement, and new measurement methods. High speed, high spatial resolution, high performance spectrometer equipment. Select the type of optical system for the image. Select the type of optical system for the image.(Hα, Hβ, Hγ) 575 nm near continuous light spectrum for 4 wavelengths resolution, narrow band interference spectrum for 4 wavelengths different images, high speed resolution for pixels at the same time structure. The exposure time of high-speed spectrometers and the time resolution energy of high-speed spectrometers are the same, and the same signal is measured simultaneously. The high spatial resolution energy spectrometers and the high time resolution energy spectrometers are measured simultaneously. The same phenomenon is possible for two spectrometers. High time resolution measurement device is more accurate, from October 2021 to February 2022, solid water dissolution measurement device is more accurate, and the next day, the results of the more accurate measurement device are reflected.

项目成果

固体水素溶発観測のための高速可視分光器

用于观察固体氢烧蚀的高速可见光谱仪

• 发表时间: 2021
• 作者: 加藤修三;David Garenne;Vincent Noireaux;前多裕介;水野英如;坂本隆一
• 通讯作者: 坂本隆一

CEA(フランス)

CEA（法国）

ORNL/PPPL(米国)

ORNL/PPPL（美国）