核融合プラズマ中の電位及び密度揺動計測を指向した高エネルギー重イオン検出器の開発

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昨年度に引き続き、MeV領域の高エネルギー重イオンビームを検出するための検出器として、ターゲットとしての微細メッシュを前面に配置したMCP検出器の開発を行った。本年度はこれに先立って、MCPによるMeV領域重イオンビームの直接検出を行った場合の絶対較正を行った。結果は、増倍率は概ねカタログスペックの10分の1から100分の1程度であった。このことから2次電子変換等による増倍率の改善が重要であることが実験的に裏付けられた。重イオンビームプローブ(HIBP)計測装置へのメッシュ付検出器の適用可能性を判断する上で重要な点は、ビーム電流の増倍率とビームの位置分解能である。増倍率に関しては、直接検出に対して5倍程度の改善が見られた。しかしながら、ビーム検出位置に関してはビームサイズに対して検出2次電子ビーム幅が約2倍に広がり、位置分解能が劣化することが明らかとなった。この広がりはメッシュとMCPの間のバイアス電圧を変えても改善がされなかった。今後メッシュサイズやメッシュとMCPの間隔を変えることでこの問題を解決できる可能性があり、引き続開発研究を進める。本年度は新しい検出器を実機への適用はできなかったが、本研究の過程で、現在使用している検出器のバイアス電場構造の改善を行うことができ、それにより検出効率の改善を行うことができた。その結果としてHIBPにより電位揺動と密度揺動を計測できるようになった。この結果をプラズマ・核融合学会の第24回年会の招待講演として報告した。また第17回高温プラズマ計測会議にて報告する予定である。