新たに提唱したX線計測新原理の実証とそれに基づく新着想電子温度計測法の確立

本年度は、以下の具体的新手法により、プラズマの電子温度T_eの計測を実施した。(1)先ず、計測器の空乏層厚d∝V^<1/2>(Vは外部印加電圧)をVの時間掃引により時間変化させ、空乏層での吸収X線を変化させた。この時、(2)空乏層が厚い程空乏層を通り抜け空乏層の背後の無電場領域まで到達できるX線のエネルギーは高くなる。(3)一方、無電場領域内の深さ方向のX線生成電荷分布形状は、無電場領域でのX線減衰分布形状(X線エネルギーに依存)で決まる。(4)これら、X線エネルギーに依り生成分布が異なる電荷が、無電場領域で三次元拡散し、X線入射の無い隣接チャンネルに拡散し、入射エネルギーに特有の拡散電荷分布を形作る。(5)この拡散分布形状を定式化できる、新感度理論を用いて計算・解析して、入射X線エネルギー或いは電子温度を決定した。(プラズマ密度nはこの分布形状に影響なく、相対値のみに効く。)(6)またVの掃引によりdを変化させ、透過X線を変化させて、その依存性からT_e計測ができる新発想の吸収法を実証した。以上の様に、T_e,n,z_<eff>に複雑に依存する、空乏層を用いた従来のX線計測の原理的困難を解決する、我々の独創に基づく電子温度計測の新原理・新方式の着想を実証した。今後は、更にこの新手法を一般にいかに安価で、簡便な方法に拠って普及させ、多くの研究者に簡単に役立ててもらえるかを考える、「実用段階」を検討してゆく計画である。

本年度は、以下の具体的新手法により、プラズマの電子温度T_eの計測を実施した。(1)先ず、計測器の空乏層厚d∝V^<1/2>(Vは外部印加電圧)をVの時間掃引により時間変化させ、空乏層での吸収X線を変化させた。この時、(2)空乏層が厚い程空乏層を通り抜け空乏層の背後の無電場領域まで到達できるX線のエネルギーは高くなる。(3)一方、無電場領域内の深さ方向のX線生成電荷分布形状は、無電場領域でのX線減衰分布形状(X線エネルギーに依存)で決まる。(4)これら、X線エネルギーに依り生成分布が異なる電荷が、無電場領域で三次元拡散し、X線入射の無い隣接チャンネルに拡散し、入射エネルギーに特有の拡散電荷分布を形作る。(5)この拡散分布形状を定式化できる、新感度理論を用いて計算・解析して、入射X線エネルギー或いは電子温度を決定した。(プラズマ密度nはこの分布形状に影響なく、相対値のみに効く。)(6)またVの掃引によりdを変化させ、透過X線を変化させて、その依存性からT_e計測ができる新発想の吸収法を実証した。以上の様に、T_e,n,z_<eff>に複雑に依存する、空乏層を用いた従来のX線計測の原理的困難を解決する、我々の独創に基づく電子温度計測の新原理・新方式の着想を実証した。今後は、更にこの新手法を一般にいかに安価で、簡便な方法に拠って普及させ、多くの研究者に簡単に役立ててもらえるかを考える、「実用段階」を検討してゆく計画である。