α計測を模擬したペレット荷電交換計測による高エネルギーイオン計測

LHDではイオンサイクロトロン加熱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。この高エネルギー粒子の空間分布を測定するためにペレット荷電交換粒子計測(PCX)。を導入した。ペレットは移動熔発に伴い尾を引くがこれが空間分解能の低下を招く。このためペレットの軌跡を時間分解能の優れたCCDで測定したところ、5cm程度であった。一方測定の時間分解能と速度から導かれる空間分解能も同程度であることから、この手法で十分物理的成果を期待できることが確認できた。PCXを各種のプラズマに入射したときの高エネルギー粒子の空間分布を測定した。接線入射のNBIプラズマに対して磁気軸を変化させたとき、高エネルギー粒子は磁気軸を内寄せにしたほうが閉じ込めがよいことがPCXからも明らかになり、その空間分布を得ることができた。また磁場強度が弱いと中心付近に高エネルギー粒子が局在している様子が観測された。これはラーマー半径が大きいため週辺部で捕捉粒子が閉じ込っていないことに起因する。ヘリウムイオンに対して共鳴領域を有するイオンサイクロトロン加熱時のヘリウムイオン計測をペレットを用いて行った。使用している中性粒子分析器がヘリウム計測用のチャンネルを有しないため、再現性のある2つのショットで分析器内の粒子弁別用プレート電圧を水素用、ヘリウム用に変えることによりヘリウムと水素を区別した。分析器中での水素の散乱が無視できないので両者の比を取ることにより分布を求めた。イオンサイクロトロン印加時にはヘリウムイオンが共鳴層付近で特に強く加速されていることを確認できた。また、ITERへ適用性の検討も並行して行い、燃料ペレットへのネオンの含有、TECPELの検討と関連する多価イオンの荷電交換反応断面積の計算を行った。

LHDではイオンサイクロトロン加熱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。この高エネルギー粒子の空間分布を測定するためにペレット荷電交換粒子計測(PCX)。を導入した。ペレットは移動熔発に伴い尾を引くがこれが空間分解能の低下を招く。このためペレットの軌跡を時間分解能の優れたCCDで測定したところ、5cm程度であった。一方測定の時間分解能と速度から導かれる空間分解能も同程度であることから、この手法で十分物理的成果を期待できることが確認できた。PCXを各種のプラズマに入射したときの高エネルギー粒子の空間分布を測定した。接線入射のNBIプラズマに対して磁気軸を変化させたとき、高エネルギー粒子は磁気軸を内寄せにしたほうが閉じ込めがよいことがPCXからも明らかになり、その空間分布を得ることができた。また磁場強度が弱いと中心付近に高エネルギー粒子が局在している様子が観測された。これはラーマー半径が大きいため週辺部で捕捉粒子が閉じ込っていないことに起因する。ヘリウムイオンに対して共鳴領域を有するイオンサイクロトロン加熱時のヘリウムイオン計測をペレットを用いて行った。使用している中性粒子分析器がヘリウム計測用のチャンネルを有しないため、再現性のある2つのショットで分析器内の粒子弁別用プレート電圧を水素用、ヘリウム用に変えることによりヘリウムと水素を区別した。分析器中での水素の散乱が無視できないので両者の比を取ることにより分布を求めた。イオンサイクロトロン印加時にはヘリウムイオンが共鳴層付近で特に強く加速されていることを確認できた。また、ITERへ適用性の検討も並行して行い、燃料ペレットへのネオンの含有、TECPELの検討と関連する多価イオンの荷電交換反応断面積の計算を行った。