球状トカマクにおけるトロイダル断面軟X線コンピュータートモグラフィー装置の開発

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トカマクは通常は'トロイダル方向にプラズマが対称である'と看做されているが、なんらかの物理量をトーラス全周に渡って測定した例がないため、トロイダル方向に局在した現象の輸送や閉じ込め特性に対する影響は未知な点が多い。特に球状トカマクでは弱磁場側で磁力線が立っており、トロイダル方向に局在した現象が起きやすいと考えられている。このような現象を観測する手法として、トロイダル断面軟X線トモグラフィーが考えられる。そこで、軟X線ピンホールカメラの製作および信号取込み系を試作し、球状トカマクTST-2で測定を行った。このカメラは検出器にSurface Barriar Diode(以下SBD)を用い、各々に独立にピンホールとフィルターを用意した。SBDで得た電流信号はプリアンプで電圧に変換される。プリアンプの信号は、増幅された後デジタイザーで500kHzで記録した。測定の結果、1)プラズマ中心をみこむチャンネルでは、内部磁気再結合現象(IRE)などに同期した軟X線輻射の変化が見られる。2)プラズマ周辺部からは大きな軟X線強度が得られない(ピンホールカメラを視野を減らすことができる)3)信号強度が視線により大きくことなり、ゲイン可変のプリアンプが必要であるなどが分かった。特にIREが発生すると軟X線信号がほとんどゼロになることが観測されたが、これはIREによってプラズマ内部のエネルギーが持ち出されるということを意味する。そこで、この変化を確認するために電子バーンシュタイン波輻射をラジオメータを用いて観測した。この測定では、サイクロトロン共鳴層で生じた電子バーンシュタイン波がプラズマ周辺部の高域混成共鳴でモード変換して生じたXモードの電磁波を観測した。この結果、輻射温度がIREの前後で40から60%を減少することが判明し、軟X線の信号と矛盾しないことが分かった.