真空紫外域透過フィルタとフォトダイオードアレイによるプラズマ中の不純物分布計測

利用真空紫外透射滤光片和光电二极管阵列测量等离子体中的杂质分布

• 批准号: 15760626
• 负责人: 鈴木 千尋
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: National Institute for Fusion Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760626/
• 关键词: プラズマ分光; 真空紫外線; フォトダイオードアレイ; 不純物輸送; 軟X線; 斜入射型真空紫外分光器; トモグラフィ; 金属薄膜フィルタ

真空紫外域でも高い量子効率が得られるシリコンフォトダイオード(AXUVD)アレイと、真空紫外域でバンドパス特性を持つ金属薄膜フィルタを組み合わせたシステムによって、プラズマ中の特定不純物からの真空紫外光強度の空間分布・時間変化に関する情報を、比較的簡便な装置で得ることを目的として、本研究を実施した。前年度までに、真空対応の小型アンプとフィルタ交換機構を含む計測システムの設計・製作、ならびにCHS装置への設置を完了したので、今年度はAl薄膜(膜厚0.2ミクロン)およびその参照用フィルタを用いた計測を、CHSの高密度NBIプラズマ(電子密度5×10^<19>m^<-3>以上、電子温度300eV程度)から放射される真空紫外光(波長17-75nm)に対して行った。参照用フィルタはAl、LiF、およびParylene樹脂の組み合わせにより作成し、この参照用データを差し引くことで真空紫外光強度の空間分布を求めた。既存の斜入射型分光器(観測波長域10〜150nm)による計測から、フィルタ透過帯域における支配的な発光種は酸素の3価ないし4価イオンであることが分かった。この計測結果から、NBI放電プラズマ中において、低電離酸素イオン不純物からの発光の空間分布の時間変化を高速に測定することができ、プラズマ中心部において発光が放電終了まで順次上昇し、酸素不純物が蓄積して行く様子を観測することができた。本成果についてはサンディエゴで開催された高温プラズマ計測に関する国際会議にて発表するとともに、Review of Scientific Instruments誌にて論文として発表した。当初1組のモジュールのみで計測を行っていたが、その後もう1組のモジュールの製作・設置も完了し、2組で計40チャンネルの計測によってより詳細な空間分布の測定が可能となっている。

进行这项研究的目的是使用一个系统，即使用一个结合硅光电二极管（AXAUVD）阵列的系统，从血浆中的特定杂质中获取空间分布和时间变化，即使在真空紫外线范围内，也可以在频率范围内使用bardpass Intrass Introviole intrioL a a croliole averiole a cros in a valioum intave grouniover intake comply face cromistion comply factiol intave groutiot contray。 By the previous year, we have completed designing and manufacturing measurement systems including vacuum-compatible small amplifiers and filter exchange mechanisms, and installation in CHS devices, so this year we performed measurements using Al thin films (film thickness: 0.2 microns) and its reference filters on vacuum ultraviolet light (wavelength: 17-75 nm) emitted from CHS high-density NBI plasma (electron density: 5×10^<19> m^<-3>或更多，电子温度：约300 eV）。使用Al，Lif和Parylene树脂的组合制成参考过滤器，并通过减去参考数据，确定真空紫外线的空间分布。使用现有的倾斜发射光谱仪（观察波长范围为10到150 nm）的测量表明，滤波器透射带中的显性发光物质是氧的三价或四位数离子。从这个测量结果，可以在NBI放电血浆中测量来自低离子氧离子杂质的光发射的空间分布的时间变化，并且可以在NBI放电等离子体中测量，并且可以逐渐观察到发光的发光逐渐升高，直到血浆中心排出结束，并且可以观察到氧气含量的氧气。这些结果在圣地亚哥举行的国际高温等离子体测量会议上以及《科学仪器综述杂志》中提出。最初，仅使用一组模块进行测量，但是已经完成了另一组模块，并且可以通过在两组中测量40个通道来测量更详细的空间分布。

项目成果

Measurement of impurity emission profiles in CHS plasma using AXUV photodiode arrays and VUV bandpass filters

使用 AXUV 光电二极管阵列和 VUV 带通滤波器测量 CHS 等离子体中的杂质发射分布

• 发表时间: 2004
• 期刊: Review of Scientific Instruments Vol.75, No.10
• 作者: C.Suzuki;B.J.Peterson;K.Ida
• 通讯作者: K.Ida