レーザー誘起蛍光法を用いたスクレイプ層プラズマの流速ベクトル計測法の開発

激光诱导荧光法刮层等离子体流速矢量测量方法的研制

• 批准号: 18035003
• 负责人: 小野 靖
• 金额: $ 5.18万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18035003/
• 关键词: プラズマ・核融合; レーザー分光計; レーザー分光計測

最終年度である本年度は、レーザー誘起蛍光(LIF)に用いる高速波長掃引(RAFS)色素レーザーの実用可能性の検証を行った。また、高速光強度計測系及びモノクロメーター系を構築し、東京大学球状トカマク装置UTSTにおいてプラズマ流速計測を試みた。レーザーパルス1ショットで流速ベクトル計測を行う場合、波長掃引の時間が必要なこと、プラズマイオンの蛍光の寿命等の理由により、RAFS色素レーザーのパルス幅は長いことが望ましい。そこで、色素レーザーを励起するNd-YAGレーザーの長パルス化を、Qスイッチのオフアライメントにより行った。また、レーザーエネルギーとパルス幅の計測を行い、計算から見積もった、LIFに必要なエネルギーと比較した。その結果、長パルス化は、目標値100nsに対し20-30nsが限界であることがわかった。そのため今回は、レーザーパルス幅は長くせず、色素レーザー内蔵の回折格子の角度制御をレーザーのショットパイショットで行うことによる波長掃引とした。UTSTにおいて、ポロイダル流速計測用高速光計測系及びトロイダル流速計測系を構築し、ワッシャーガン生成プラズモイド、オーミック生成トカマクに対して流速計測を試みた。トロイダル流速計測精度は、音速の1/2~1/3程度であった。結論として、LIFに用いる波長掃引レーザーでは、時間分解能は落ちるが、ショットバイショット計測(現状で〜数十Hz)で行う方がよいこと、色素レーザーの代わりにダイオードレーザーを用いる選択もありうることがいえる。RAFSレーザーで、シングルショットでの波長スキャンも可能だが(PZT駆動エタロンで波長掃引速度は達成可能)、波長モニタ、メンテナンス等に問題が多い空間二次元トロイダル流速分布の導出は本手法で十分可能である。ただし、レーザーの迷光の除去が完了せず、ポロイダル流速の導出に対する評価までには至らなかった。

Final year で あ る は this year, レ ー ザ ー induced 蛍 light (LIF) に い る high-speed wavelength sweep lead (RAFS) pigment レ ー ザ ー の possibility be used の 検 line card を っ た. ま た, high-speed optical intensity measuring system and び モ ノ ク ロ メ ー タ ー を build し, university of Tokyo globular ト カ マ ク device UTST に お い て プ ラ ズ マ velocity measuring を try み た. レ ー ザ ー パ ル ス 1 シ ョ ッ ト で velocity ベ ク ト ル measuring line を う situation, leads の wavelength sweep time が necessary な こ と, プ ラ ズ マ イ オ ン の 蛍 の reasons such as light の life に よ り, RAFS pigment レ ー ザ ー の パ ル ス は picture long い こ と が hope ま し い. そ こ で, pigment レ ー ザ ー を wound up す る Nd - YAG レ ー ザ ー の long パ ル ス を, Q ス イ ッ チ の オ フ ア ラ イ メ ン ト に よ り line っ た. ま た, レ ー ザ ー エ ネ ル ギ ー と パ ル ス の picture measuring line を い, calculation か ら see product も っ た, LIF に necessary な エ ネ ル ギ ー と compare し た. Youdaoplaceholder0 そ result, length パ パ ス ス process パ, target value 100nsに against <s:1> 20-30nsが limit である とがわ とがわ った った. そ の た め today は, レ ー ザ ー パ ル ス は picture long く せ ず, pigment レ ー ザ ー within 蔵 の inflexion grid の Angle suppression を レ ー ザ ー の シ ョ ッ ト パ イ シ ョ ッ ト で line う こ と に よ る wavelength sweep lead と し た. UTST に お い て, ポ ロ イ ダ ル velocity measuring with high-speed optical measuring system and び ト ロ イ ダ ル velocity measuring system を build し, ワ ッ シ ャ ー ガ ン generated プ ラ ズ モ イ ド, オ ー ミ ッ ク generated ト カ マ ク に し seaborne て velocity measuring を try み た. The measurement accuracy of the flowmeter is トロ and the speed of sound is <s:1> 1/2 to 1/3 degree であった. Conclusion と し て, LIF に with い る wavelength sweep lead レ ー ザ ー で は, time can decompose は ち る が, シ ョ ッ ト バ イ シ ョ ッ ト measuring status (で ~ tens Hz) line で う party が よ い こ と, pigment レ ー ザ ー の generation わ り に ダ イ オ ー ド レ ー ザ ー を with い る sentaku も あ り う る こ と が い え る. RAFS レ ー ザ ー で, シ ン グ ル シ ョ ッ ト で の wavelength ス キ ャ ン も may だ が (PZT 駆 dynamic エ タ ロ ン で wavelength sweep lead speed は a possible), wavelength モ ニ タ, メ ン テ ナ ン ス に problem が い more space such as secondary yuan ト ロ イ ダ ル velocity distribution の export は this technique very may で で あ る. た だ し, レ ー ザ ー の fan light の finished remove が せ ず, ポ ロ イ ダ ル velocity の export に す seaborne る review 価 ま で に は to ら な か っ た.

项目成果

"プラズマ燃焼実験のための先進計測"第4.4章「スクレイプオフ層・ダイバータの物理と計測」

“等离子燃烧实验的高级测量”第 4.4 章“刮除层和偏滤器的物理和测量”

• 发表时间: 2007
• 期刊: プラズマ・核融合学会誌 83
• 作者: 利根川昭;河森栄一郎
• 通讯作者: 河森栄一郎

Development of a System for Measuring Flow Vector using Planar Laser Induced Fluorescence

开发使用平面激光诱导荧光测量流矢量的系统

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of the 13th International Symposium on LASER-AIDED PLASMA DIAGNOSTICS NIFS-Proc-68
• 作者: E. Kawamori;S. Akanuma;C.Z. Cheng;Y. Ono
• 通讯作者: Y. Ono

レーザー誘起蛍光法を用いたSOLプラズマ流速ベクトル計測法開発の現状

激光诱导荧光法SOL等离子体速度矢量测量方法发展现状

• 发表时间: 2007
• 作者: 赤沼茂樹;河森栄一郎;小野靖
• 通讯作者: 小野靖

レーザー誘起蛍光法を用いたプラズマの流速ベクトル計測法の開発

激光诱导荧光法等离子流速矢量测量方法的开发

• 发表时间: 2007
• 作者: 赤沼茂樹;河森栄一郎;小野靖
• 通讯作者: 小野靖