デタッチプラズマ生成でのアルファ粒子の影響と熱粒子制御法の開発

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DT核融合炉の運転モードとして提案されている部分デタッチダイバータは、水素又は重水素と損失アルファ(α)粒子が混在する複雑な原子・分子過程と放射過程を伴うため、その物理機構は解明されておらず制御法も未開発になっている。本研究の目的は、東海大学で開発した高熱流シートプラズマ装置(TPD-SheetIV)を用い、ヘリウム2価イオンを含む高熱流ヘリウムプラズマを生成し、水素又は重水素ガスパブで周辺に生成される負イオンをモニターすることにより、低ガス流量で部分デタッチダイバータの熱粒子を制御する高ガス効率熱粒子制御法の開発を目指すことである。本研究を遂行するには、(1)損失α粒子を検出するため、エネルギー分析の可能な新型オメガトロン形質量分析器の開発、(2)高ガス効率ガスダイバータシステムを部分デタッチダイバータに応用することが必要である。平成19年度は、昨年度、設計した新型オメガトロン質量分析器の製作・組立と制御系の開発、性能試験を実施する。以下に本年度(計測機器の組立と性能試験)の成果を示す。(イ)新たにゲートバルブを購入し、昨年度、設計した新型オメガトロン質量分析器の製作・組立を行った。また、差動アンプ、制御電源を購入し計測系の高速化を行った。(ロ)水素、重水素、さらにヘリウム混合ガスにてTPD-SheetIVにより大電流プラズマを生成し、新型オメガトロン質量分析器の性能試験を実施した。(ハ)オメガトロン質量分析器により計測した結果とモデル計算の結果を比較検討することにより、負イオン特性を明らかにし、デタッチダイバータの熱粒子制御システムを確立した。(二)報告書を作成した。