変調電子ビームによるタンデムミラーの電位計測

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本研究では、変調電子ビームによる電位計測法をタンデムミラーに初めて適用することにより、プラグ部とこれまで測定することの出来なかった外側のミラースロート、さらにそのすぐ外側の電位を直接計測して、既に測定されているエンドプレート及びその前面のシース領域の電位分布と合わせて、タンデムミラーのエンド部全体にわたる電位構造を明らかにした上で、ミラースロートの外側において、最近の理論モデルの予想する磁場の広がりに伴う急峻な電位降下の検証を目的とした。実験装置は、筑波大学プラズマ研究センターに設置されているタンデムミラー型プラズマ閉じ込め装置「ガンマ10」である。高周波で変調された電子ビームの位相シフトに反映される電位の情報は、ロゴスキーコイルで検出するが、本年度は電子ビームの変調周波数に対して、最適な形状と巻数を持つロゴスキーコイル製作した。また、変調用の高周波発振器と整合系、及び位相検出の回路系を整備した。ただし、ガンマ10の実験スケジュールの都合で平成6年2月まで大気開放がなかったため、製作したロゴスキーコイルの設置が遅れたので、現時点では変調電子ビームを用いての実際の電位計測は未実施である。このことを補完するため、ミラースロートから離れた位置ではあるが、静電プローブを挿入して、エンド部の電位分布計測を行った。その結果、ミラースロートの外側での電位降下と、その後の電位の平坦部の存在を、間接的ではあるが検証した。今後は本来の計画通りにミラースロートの電位を測定して、エンド部の電位形成モデルを直接検証する。さらに、タンデムミラーの閉じ込めに本質的な意味を持つにも関わらず、これまではプラグ部に存在すると推定されていたプラズマ閉じ込め電位を直接測定して、タンデムミラー全体の実際の電位形成機構をさらに解明する予定である。