トーラス装置における可搬性の高い高エネルギーピッチ角分布計測器の開発

本研究ではトーラス装置における高エネルギー粒子損失の特性を調べることを目標として,小型で可搬性の高い高エネルギーイオンのピッチ角分布検出器の開発を行った.本課題の2年間の研究期間で得られた成果について以下に述べる.1.検出器の設計・製作本計測器は小型の高エネルギー検出器を真空容器内に設置し,直接イオンを検出できる様にすることが目標である.そこで,検出部としてシンチレータ付のフォトダイオードアレイ(浜松ホトニクス社製:S5668)を採用し,アレイ方向にピッチ角が相当する様に検出器を設計した.また,磁場・真空中で使用可能な小型プリアンプを設計製作した.検出部はX線にも感度を有するため,直接プラズマからのX線を見込まない様に検出部の位置,ピンホールの個数・形状を工夫し,その設計・製作が完了した.さらに実機への適用を考え,計測箇所を変えられるように,小型のマニピュレータ付の真空導入装置を製作した.また検出部単体の健全性を確認するため,X線源を用いた出力検査を行った.2.実機への適用のための数値計算本検出器を実機(京都大学エネルギー理工学研究所のヘリオトロンJ装置)に適用するための模擬実験として,どのエネルギー・ピッチ角を持つイオンがどの様に損失するかを調べるため,イオンの無衝突軌道計算を行った.損失イオンが検出器に到達するまでの軌道を実空間で追跡することで,検出器を設置する箇所・方法を決定した.3.まとめ本検出器を実機に取り付けて計測を試みたが,今年度は加熱装置(中性粒子ビーム入射装置)の不調により,有意なデータが得られなかった.引き続きイオン源を用いた絶対感度較正を通じて損失イオンの特性解明に向けた計測を進める.上記成果の一部は第20回IAEA核融合エネルギー会議にて研究代表者による発表が行われ,ヘリオトロンJ装置における高エネルギー粒子閉じ込めの研究について報告がなされた.

本研究ではトーラス装置における高エネルギー粒子損失の特性を調べることを目標として,小型で可搬性の高い高エネルギーイオンのピッチ角分布検出器の開発を行った.本課題の2年間の研究期間で得られた成果について以下に述べる.1.検出器の設計・製作本計測器は小型の高エネルギー検出器を真空容器内に設置し,直接イオンを検出できる様にすることが目標である.そこで,検出部としてシンチレータ付のフォトダイオードアレイ(浜松ホトニクス社製:S5668)を採用し,アレイ方向にピッチ角が相当する様に検出器を設計した.また,磁場・真空中で使用可能な小型プリアンプを設計製作した.検出部はX線にも感度を有するため,直接プラズマからのX線を見込まない様に検出部の位置,ピンホールの個数・形状を工夫し,その設計・製作が完了した.さらに実機への適用を考え,計測箇所を変えられるように,小型のマニピュレータ付の真空導入装置を製作した.また検出部単体の健全性を確認するため,X線源を用いた出力検査を行った.2.実機への適用のための数値計算本検出器を実機(京都大学エネルギー理工学研究所のヘリオトロンJ装置)に適用するための模擬実験として,どのエネルギー・ピッチ角を持つイオンがどの様に損失するかを調べるため,イオンの無衝突軌道計算を行った.損失イオンが検出器に到達するまでの軌道を実空間で追跡することで,検出器を設置する箇所・方法を決定した.3.まとめ本検出器を実機に取り付けて計測を試みたが,今年度は加熱装置(中性粒子ビーム入射装置)の不調により,有意なデータが得られなかった.引き続きイオン源を用いた絶対感度較正を通じて損失イオンの特性解明に向けた計測を進める.上記成果の一部は第20回IAEA核融合エネルギー会議にて研究代表者による発表が行われ,ヘリオトロンJ装置における高エネルギー粒子閉じ込めの研究について報告がなされた.