高温プラズマ周辺部の水素原子密度計測法の開発

高温等离子体周围氢原子密度测量方法的发展

• 批准号: 02680011
• 负责人: 村岡 克紀
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02680011/
• 关键词: 高温プラズマ; 水素原子密度; レ-ザ-蛍光法; 二光子励起; 同軸配置; ヘリオトロンE

本研究の主目的は,スクレ-プオフ層やダイバ-タ領域等の水素原子(基底準位にあるものが大部分であるため,発光その他の情報による観測が不可能である)密度と速度分布を計測する手段を確立することである。それにより,粒子挙動や粒子閉じ込め時間の評価が可能になり,またダイバ-タ動作解明を通じてHモ-ド形成メカニズム理解の鍵を得ることも期待される。この目的を以て研究を進めた結果,以下の成果が得られた。1.ArFエキシマレ-ザ-光の重水素中の第一スト-クス変換による205nm(その二光子励起により水素の基底準位からライマンβ線で上準位へ励起できる)光を焦点距離fの異なるレンズを用いて集光した。それにより,f=410mmで蛍光領域15mm,f=820mmで同25mmとなり,レ-ザ-入射と蛍光観測を同軸配置にしても,十分な空間分解能を確保できることを示した。2.レ-ザ-入射と蛍光観測を同軸配置にしても,スペ-シャルフィルタ-を適切に配置すれば,妨害信号(迷光)は問題にならない程度にできることを示した。3.以上を基に,高温プラズマ発生装置であるヘリオトロンE(京都大学ヘリオトロン核融合研究センタ-)の周辺プラズマでの水素原子密度測定を行った。その結果,このような実験としては初めて蛍光信号を得て現在デ-タ解析を進めている。初期的な解析結果によれば,ECH放電初期において,水素原子密度2×10^<16>m^<ー3>が得られ,また検出下限は5×10^<15>m^<ー3>程度である。この検出下限は背景のH_α光のゆらぎで決っており,ショット雑音によると考えて説明できる。以上により,高温プラズマへの本法の適用性が確認されたので,今後水素原子挙動解明へ進むことが期待できる段階に達した。

は の main purpose, this study ス ク レ - プ オ フ layer や ダ イ バ - タ areas such as の water element atoms (basal quasi a に あ る も の が most で あ る た め, 発 light そ の の intelligence に he よ る 観 が measurement impossible で あ る) velocity distribution density と を measuring す る means を establish す る こ と で あ る. そ れ に よ り, particle 挙 や particle closed じ 込 め time の review 価 が may に な り, ま た ダ イ バ - タ action interpret を tong じ て H モ ド formed メ カ ニ ズ ム understand の key を too る こ と も expect さ れ る. Objective: を to study を into めた results by て, the following <s:1> results が to られた. 1. ArF エ キ シ マ レ ザ - light の heavy water element in the first ス の ト - ク ス variations in に よ る 205 nm (そ の two photon excitation に よ り の basal water element must a か ら ラ イ マ ン beta line で quasi a へ wound up で き る) light を focus distance f の different な る レ ン ズ を with い て concentrated し た. そ れ に よ り, f = 410 mm で 蛍 light field 15 mm, f = 820 mm で with 25 mm と な り, レ ザ - incident と 蛍 観 を measuring light coaxial configuration に し て も, can very な space decomposition を ensure で き る こ と を shown し た. 2. レ ザ - incident と 蛍 観 を measuring light coaxial configuration に し て も, ス ペ - シ ャ ル フ ィ ル タ - を appropriate に configuration す れ ば, breach of signal light (fans) は problem に な ら な い degree に で き る こ と を shown し た. 3. The above を に, high-temperature プ ラ ズ マ 発 raw device で あ る ヘ リ オ ト ロ ン E (Kyoto university ヘ リ オ ト ロ ン nuclear fusion research セ ン タ -) の weeks 辺 プ ラ ズ マ で の water element atomic density line を っ た. そ の results, こ の よ う な be 験 と し て は early め て 蛍 optical signal を て デ - now タ parsing を into め て い る. Initial analytical results に な よ れ ば, ECH early discharge に お い て, water element atomic density 2 x 10 ^ < 16 > m ^ 3 > < ー が must ら れ, ま た 検 out of lower limit は 5 x 10 ^ < 15 > m ^ 3 > < ー degree で あ る. Youdaoplaceholder5 検 検 lower limit of exit and limit of 検 background of H_α light of ゆらぎで determination of ってお ってお,ショット雑 sound of によると examination of えて explanation of で る る. Above に よ り, high-temperature プ ラ ズ マ へ の の applicability of this law が confirm さ れ た の で, future water element atoms 挙 dynamic interpret へ into む こ と が expect で き る Duan Jie に da し た.

项目成果

T.Kajiwara,K.Muraoka,T.shinkawa,T.Okada,M.Maeda: "Application of TwoーPhoton Excited LIF to Atomic Hydrogen Measurements in Edge Region of HighーTemperature Plasmas" Review of Scientific Instruments.

T. Kajiwara、K. Muraoka、T. shinkawa、T. Okada、M. Maeda：“双光子激发 LIF 在高温等离子体边缘区域原子氢测量中的应用”科学仪器综述。

T.Kajiwara,K.Takeda,K.Muraoka,T.Okada,M.Maeda,M.Akazaki: "Coaxial Laser Fluorescence System by TwoーPhoton Excitation for Atomic Hydrogen Detection in HighーTemperature Plasmas" Japanese Journal of Applied Physics. 29. L826-L828 (1990)

T. Kajiwara、K. Takeda、K. Muraoka、T. Okada、M. Maeda、M. Akazaki：“用于高温等离子体中原子氢检测的双光子激发同轴激光荧光系统”日本应用物理学杂志。 29.L826-L828 (1990)