乱流プラズマ研究のためのプラズマ回転を利用した高解像度トモグラフィーの開発

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昨年度は、現有の132チャンネルのトモグラフィーシステムを用いて得られる線積分データをプラズマの発光分布をMaximum Likelihood-expectation Maximization (MLEM)法により再構成して得た画像を得た。この画像の時間発展からプラズマの回転速度を推定するために、この画像に対してMLFourier-Bessel展開を行うための最適化アルゴリズムを開発した。ここで、Fourier-Bessel展開では、フィッティングによって基底となるFourier-Bessel関数の係数を最小自乗法によって決定する。その際問題となるのは、フィッティングに際して有限の基底を用いることである。すなわち、より良い結果を得るためには基底の組み合わせを最適化することが必要となる。そのために正規直交性を利用してアルゴリズムを考案し、その方法を試行した。その結果、通常のアルゴリズムに対して、少ない基底を用いて残渣を小さくすることが可能となり、基底の最適化に成功した。また正規直交性を積極的に利用することで、モニターリングなどに利用可能な速いFourier-Bessel展開のアルゴリズムを組む可能性を示した。本成果は現在　Physics of Plasmas に投稿中である。また、現在の132チャンネルのトモグラフィーシステムは45度ずつ離れた４方向から33チャンネルずつ線積分発光データを観測することが可能であるが、新たに６方向から30度ずつ離れた６方向から2チャンネルずつ観測するシステムの製作に取り掛かった。現在直線装置PANTAに設置するのを待つ状態である。このシステムによりプラズマ中の空間分解能をより高くすることが可能となり、現有のシステムと併用することで磁場方向のダイナミクスも得ることができ三次元的な観測が可能となる。