ECEイメージングを用いたトーラスプラズマ表面のMHD不安定性の研究

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核融合炉心プラズマ研究の物理的課題は、電磁流体力学的(MHD)不安定性と拡散の機構解明である。電子サイクロトロン放射(ECE)は強度が電子温度に、周波数が磁場に比例することから、局所的電子温度の連続測定が可能であるので、これらの研究の有効な武器となりうる。本研究は、バル-ニングモード等の局所的MHD不安定性と、異常拡散の機構解明のための乱流の微小構造の観測を目指した、ECEイメージング計測技術の開発である。本研究では、はじめに従来の断面イメージングの方法でトカマクプラズマの部分的鋸歯状崩壊の解明に成功した。次に、表面イメージングの開発に取り組み、4×4のGaAsショットキーバリヤダイオード付きボ-タイアンテナアレイを開発した。表面イメージングは全く新しい計測法であるので、全て自ら開発していかなければならない。本補助金の消耗品費で、新たに複眼レンズ式集光系を開発し、設備備品費で、参照光用高出力ミリ波発振器、ECEイメージングカメラフレームを購入した。前方軸上光式参照光ミキサを試験したが、感度が不十分であった。そこで新たにバックライト方式参照光ミキサを開発した。ここで開発したECEイメージングカメラをCHSトーラスプラズマ装置に取り付け、現在プラズマ実験をしている。