核融合燃焼α粒子測定を指向した先進的不純物ペレット荷電交換粒子計測

先进的杂质颗粒电荷交换粒子测量旨在聚变燃烧α粒子测量

• 批准号: 17044007
• 负责人: 尾崎 哲
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: National Institute for Fusion Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17044007/
• 关键词: α粒子; ヘリウムイオン; ペレット; 荷電交換; LHD; イオンサイクロトロン加熱; 中性粒子分析器; 共鳴領域

ITERや核融合炉を考える場合避けて通れないのが核反応によって生じるα粒子とその閉じ込めである。大型ヘリカル装置(LHD)ではイオンサイクロトロン加熱(ICH)などを用いて比較的容易に高エネルギー粒子を発生させることができ、α粒子加熱の模擬実験が可能である。これらα粒子を含む高エネルギー粒子は荷電交換だけでなくアルフベン固有モードなどの不安定性とともにプラズマからから飛び出して閉じ込めを悪化させたり、壁を損傷させたりする。この高エネルギー粒子の空間分布を測定する方法を早急に確立する必要がある。これらの目的のためにLHDでは2次元空間スキャン可能な飛行時間方式中性粒子分析器,シリコン検出器(SD-NPA)およびそれを発展させた空間位置検出器が用意されている。これらは背景中性粒子とプラズマイオンとの荷電交換中性粒子を受動的に観測するものである。しかしながらα粒子は主に2重荷電交換を通じてしかプラズマの外に出て行かないので、これらの計測器だけでは不十分である。そこでここでは以上に加えてペレット荷電交換粒子計測も導入した。この手法は計測ペレットをLHDのヘリウムプラズマに入射して2重荷電交換を中心付近で起こさせ、発生する中性ヘリウムを観測する方法である。講演ではこれらの測定器を組み合わせることにより3次元的な高エネルギー粒子分布を求めたことについて報告する。実験ではICHプラズマにおいて、SD-NPAを垂直スキャンすることによりICHの共鳴層において大きな高エネルギー粒子のフラックスが観測された。同様なICHの共鳴条件においてペレット荷電交換粒子計測により半径方向の高エネルギー粒子の空間分布を調べたところ同じく共鳴領域で大きなフラックスが観測された。同様な計測を観測視線上に共鳴層がない条件で行ったところフラックスの上昇は観測されなかった。これらを通じて高エネルギー粒子の3次元的描像を明らかにでき将来的なα粒子計測へ発展させる足がかりを得ることができた。またヘリウムイオンの測定も試みられた。

ITER や nuclear fusion furnace を exam え る occasions to avoid け て tong れ な い の が nuclear anti 応 に よ っ て raw じ る alpha particle と そ の closed じ 込 め で あ る. Large ヘ リ カ ル device (LHD) で は イ オ ン サ イ ク ロ ト ロ ン heating (ICH) な ど を with い て compare easy に high エ ネ ル ギ ー particle を 発 raw さ せ る こ と が で き, alpha particle heating の simulation be 験 が may で あ る. こ れ ら alpha particle を high む エ ネ ル ギ ー は charged particles exchange だ け で な く ア ル フ ベ ン inherent モ ー ド な ど の labile と と も に プ ラ ズ マ か ら か ら fly び out し て closed じ 込 め を 悪 change さ せ た り, wall を damage さ せ た り す る. The する method を for determining the <s:1> spatial distribution を of <s:1> particles of <s:1> high エネ ギ ギ ギ する is necessary for the early and urgent に to establish する. こ れ ら の purpose の た め に LHD で は 2 dimensional space ス キ ャ ン possible ways of な flight time of neutral particle analyzer, シ リ コ ン 検 extractor (SD - NPA) お よ び そ れ を 発 exhibition さ せ た space 検 extractor が intention さ れ て い る. Youdaoplaceholder6 れら を background neutral particle とプラズ <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> と と <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> を を charged exchange-neutral particle を driven に観 measurement する <s:1> である である である. し か し な が ら alpha particle は main に 2 weight electric exchange を flux じ て し か プ ラ ズ マ の outside に て row か な い の で, こ れ ら の meter sensor だ け で は not quite で あ る. The above に plus えてペレット charged exchange particle measurement <s:1> is introduced into た た. こ の gimmick は measuring ペ レ ッ ト を LHD の ヘ リ ウ ム プ ラ ズ マ に incident し て 2 weight electric exchange を center pay nearly で up こ さ せ, 発 す る neutral ヘ リ ウ ム を 観 measuring す る method で あ る. Speech で は こ れ ら の tester を group み close わ せ る こ と に よ り three yuan high な エ ネ ル ギ ー を particle distribution o め た こ と に つ い て report す る. Be 験 で は ICH プ ラ ズ マ に お い て, SD - NPA を vertical ス キ ャ ン す る こ と に よ り ICH の resonance layer に お い て big き な high エ ネ ル ギ ー particle の フ ラ ッ ク ス が 観 measuring さ れ た. With others in な ICH の resonance condition に お い て ペ レ ッ ト charged particle measuring exchange に よ り radius direction の high エ ネ ル ギ ー particle の space distribution を adjustable べ た と こ ろ with じ く resonance field で big き な フ ラ ッ ク ス が 観 measuring さ れ た. With others in な measuring を 観 に resonance layer on the line of sight measurement が な い line conditions で っ た と こ ろ フ ラ ッ ク ス の rise は 観 measuring さ れ な か っ た. High こ れ ら を tong じ て エ ネ ル ギ ー particle tracing like を の three yuan Ming ら か に で き future な alpha particle measuring へ 発 exhibition さ せ る foot が か り を must る こ と が で き た. Youdaoplaceholder0 またヘリウム みられた みられた みられた みられた みられた みられた test みられた.

项目成果

High Energy Particle Measurement using Compact Neutral Particle Energy Analyzer in Large Helical Device

在大型螺旋装置中使用紧凑型中性粒子能量分析仪进行高能粒子测量

• 发表时间: 2005
• 期刊: Plasma 2005 (edited by M.Sadowski) 812
• 作者: P.Goncharov;T.Ozaki et al.;T.Ozaki et al.
• 通讯作者: T.Ozaki et al.

Neutral particle measurement in high Z plasma in Large Helical Device

大型螺旋装置中高 Z 等离子体中的中性粒子测量

• 发表时间: 2006
• 期刊: JSPS series Vol.7(to be published)
• 作者: Goncharov;T.Ozaki et al.;T.Ozaki et al.
• 通讯作者: T.Ozaki et al.

Active Neutral Particle Diagnostics on LHD by Locally Enhanced Charge Exchange on an Impurity Pellet Ablation Cloud

通过杂质颗粒烧蚀云上的局部增强电荷交换对 LHD 进行主动中性粒子诊断

• 发表时间: 2006
• 期刊: Fusion Science and Technology (to be published)
• 作者: Goncharov;T.Ozaki et al.
• 通讯作者: T.Ozaki et al.

Diagnostics of Charge Exchange Neutrals from Multi-Ion-Species NBI-Heated Plasmas on LHD

LHD 上多离子种类 NBI 加热等离子体的电荷交换中性诊断

• 发表时间: 2006
• 期刊: JSPS series Vol.7(to be published)
• 作者: P.Goncharov;T.Ozaki et al.
• 通讯作者: T.Ozaki et al.