ダイバータ配位プラズマの境界層におけるプラズマ流と不純物輸送へのドリフトの効果

本研究では、プラズマ内部コイルを用いた装置によりダイバータ配位の環状プラズマを生成し、その境界層におけるプラズマ流や不純物イオンの流速などを詳細に計測してダイバータプラズマシミュレーションコードの結果と比較する。プラズマ流に対するイオンドリフトの効果を明らかにするとともに実験的な裏付けのある不純物輸送モデルを提案することを目的とする。2022年度には、主要機器である分割可能なトロイダル磁場コイルの設計・製作を進めた。鍵となる導体接続部の構造を考案し、小型の5ターンコイルを試作して同構造の妥当性や問題点を確認した。その結果に基づいて実機コイル（56ターン）の導体の仕様を決定し、接続部を含む大部分の導体の製作を終了した。円柱状導体を樹脂含浸によりステンレス管内に固定するコイル中心部の構造を検討した。プラズマ内部コイルの概念設計を行い、それに基づいて使用する直流電源を選定し購入した。不純物イオンの輸送解析のためにイオン価数分布の評価が必要となるため、ヘリウムを対象として衝突輻射モデルに基づいて線放射強度の分光計測から価数分布を評価する手法を開発し、直線型実験装置NUMBERのプラズマに適用して検証を行なった。プラズマ流計測に用いる予定の30チャンネル（空間分解能2mm）のマッハプローブを支持しプラズマ中に挿入するための構造物を設計・製作した。また、同マッハプローブの試験の準備として、シングルチャンネルのマッハプローブを用いてNUMBERのプラズマ流を計測した。

本研究では、プラズマ内部コイルを用いた装置によりダイバータ配位の環状プラズマを生成し、その境界層におけるプラズマ流や不純物イオンの流速などを詳細に計測してダイバータプラズマシミュレーションコードの結果と比較する。プラズマ流に対するイオンドリフトの効果を明らかにするとともに実験的な裏付けのある不純物輸送モデルを提案することを目的とする。2022年度には、主要機器である分割可能なトロイダル磁場コイルの設計・製作を進めた。鍵となる導体接続部の構造を考案し、小型の5ターンコイルを試作して同構造の妥当性や問題点を確認した。その結果に基づいて実機コイル（56ターン）の導体の仕様を決定し、接続部を含む大部分の導体の製作を終了した。円柱状導体を樹脂含浸によりステンレス管内に固定するコイル中心部の構造を検討した。プラズマ内部コイルの概念設計を行い、それに基づいて使用する直流電源を選定し購入した。不純物イオンの輸送解析のためにイオン価数分布の評価が必要となるため、ヘリウムを対象として衝突輻射モデルに基づいて線放射強度の分光計測から価数分布を評価する手法を開発し、直線型実験装置NUMBERのプラズマに適用して検証を行なった。プラズマ流計測に用いる予定の30チャンネル（空間分解能2mm）のマッハプローブを支持しプラズマ中に挿入するための構造物を設計・製作した。また、同マッハプローブの試験の準備として、シングルチャンネルのマッハプローブを用いてNUMBERのプラズマ流を計測した。