Exploration of emission lines from tungsten ions in extremely high ionization stages for a study on the impurity transport in ITER

探索极高电离阶段钨离子的发射线以研究 ITER 中的杂质输运

基本信息

项目摘要

核融合プラズマの対向材として金属タングステンを用いる場合,プラズマ中にタングステン不純物イオンが蓄積することによる放射損失が問題となる.本研究では,ITERのプラズマ中心部など極めて電子温度の高いプラズマ中に分布すると考えられる高電離タングステンイオンの空間分布計測手法を確立する.実験は核融合科学研究所の大型ヘリカル装置LHDで行った.炭素樹脂内に微量のタングステン金属片を封入したペレット(タングステン原子10^17~10^19個に相当)を,中性粒子ビーム加熱により維持された高温(1~4 keV)・高密度(10^13~10^14 cm^-3)の水素プラズマに導入し,ペレット入射後に電子サイクロトロン共鳴加熱を重畳し高い電子温度を維持することにより,高電離タングステンイオンの十分な発光量を得た.今年度はLHDプラズマ中でのタングステンイオンの輸送特性の評価を目的として,タングステンイオンが閉じ込め領域に長時間滞在する蓄積現象の観測を行った.蓄積現象の有無は電子密度に依存し,タングステン入射後の電子密度が2×10^13 cm^-3を超える高密度領域において発現する.中心電子温度を3keV程度に調節し,5価,24価~28価,37価,38価,41価~46価タングステンイオンからの発光線スペクトル強度の経時変化を同時に観測したところ,2秒間程度の放電時間に亘って線スペクトルの放射が続き,放電中の電子温度変化に対応して価数分布が変化していることがわかった.一方電子密度が低い場合には,全ての価数において発光線スペクトルが速やかに減衰しており,タングステンが蓄積されずに排出されたことが示唆された.
Nuclear fusion is a problem for materials, metals, and impurities to accumulate. In this study, the measurement method of the spatial distribution of electron temperature in the center of ITER was established. LHD, a large-scale nuclear fusion facility of the Institute of Nuclear Fusion Science, is in operation. Carbon resin contains trace amounts of metal.(10^17~10^19 atoms equivalent) Neutral particles are heated and maintained at high temperatures (1~4 keV)·High density (10^13~10^14 cm^-3) of water element is introduced, and the electron resonance heating after the incident is repeated, and the electron temperature is maintained at a high temperature. This year, the transport characteristics of the LHD were evaluated and the accumulation phenomenon of long time lag in the closed field was measured. The presence or absence of accumulation depends on the electron density, and the electron density after incidence is 2×10^13 cm^-3. Central electron temperature is adjusted to 3keV, 5 ° C, 24 ° C ~28 ° C, 37 ° C, 38 ° C, 41 ° C ~46 ° C, and emission intensity is adjusted to 2 seconds. When the electron density of a party is low, the total number of electrons emitted by the light source is reduced, and the accumulation of electrons is reduced.

项目成果

期刊论文数量(21)
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X線・EUV・VUV分光を用いた核融合プラズマの計測
使用 X 射线、EUV 和 VUV 光谱仪测量聚变等离子体
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S. Maeyama;T.-H. Watanabe;M. Nakata;M. Nunami;Y. Asahi;A. Ishizawa;大石鉄太郎,森田繁,後藤基志,川本靖子,川手朋子
  • 通讯作者:
    大石鉄太郎,森田繁,後藤基志,川本靖子,川手朋子
Spatial Profiles of NeVI-NeX Emission in ECR-Heated Discharges of the Large Helical Device with Divertor Detachment Induced by RMP Application and Ne Impurity Seeding
RMP 应用和 Ne 杂质注入引起偏滤器分离的大型螺旋装置 ECR 加热放电中 NeVI-NeX 发射的空间分布
  • DOI:
    10.1585/pfr.17.2402022
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.8
  • 作者:
    OISHI Tetsutarou;KOBAYASHI Masahiro;TAKAHASHI Hiromi;HAYASHI Yuki;MUKAI Kiyofumi;MORITA Shigeru;GOTO Motoshi;KAWAMOTO Yasuko;KAWATE Tomoko;MASUZAKI Suguru;SUZUKI Chihiro;KAWAMURA Gakushi;MOTOJIMA Gen;SEKI Ryosuke
  • 通讯作者:
    SEKI Ryosuke
EUV and VUV Spectra of NeIII-NeX Line Emissions Observed in the Impurity Gas-Puffing Experiments of the Large Helical Device
大型螺旋装置吹杂气体实验中观察到的NeIII-NeX线发射的EUV和VUV光谱
  • DOI:
    10.1585/pfr.16.2402006
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.8
  • 作者:
    OISHI Tetsutarou;MORITA Shigeru;KOBAYASHI Masahiro;MUKAI Kiyofumi;KAWAMURA Gakushi;MASUZAKI Suguru;HAYASHI Yuki;SUZUKI Chihiro;KAWAMOTO Yasuko;GOTO Motoshi;the LHD Experiment Group
  • 通讯作者:
    the LHD Experiment Group
Electron Temperature Dependence of EUV and VUV Spectral Shapes of Tungsten Unresolved Transition Arrays Observed in the Large Helical Device
在大型螺旋装置中观察到的钨未分辨跃迁阵列的 EUV 和 VUV 光谱形状的电子温度依赖性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T. Oishi;S. Morita;I. Murakami;D. Kato;H. A. Sakaue;Y. Kawamoto;T. Kawate;M. Goto
  • 通讯作者:
    M. Goto
EUV spectral shape variation of tungsten unresolved transition arrays in electron temperature range of 2-4 keV observed in the Large Helical Device
在大型螺旋装置中观察到的 2-4 keV 电子温度范围内钨未分辨跃迁阵列的 EUV 光谱形状变化
  • DOI:
    10.1088/1742-6596/2439/1/012005
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Oishi T;Morita S;Murakami I;Kato D;Sakaue H A;Kawamoto Y;Kawate T;Goto M
  • 通讯作者:
    Goto M
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大石 鉄太郎其他文献

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