非接触プラズマに及ぼすプラズマ流の影響

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近年、トカマク装置の非接触ダイバータプラズマ領域のマッハプローブによる流速計測により、ダイバータプラズマにおける複雑なプラズマ流の存在や非接触プラズマ形成に伴う高速プラズマ流の発生が観測され、その発生原因や非接触プラズマへの影響が問題とされている。本研究では、直線型プラズマ発生装置CTP-HCにおいて磁気ノズルによりプラズマ流速を変化させ、プラズマ流速の違いによって非接触プラズマの構造(電子・イオン温度、密度分布、電位構造等)がどのように変化するか、また、非接触プラズマの形成によりプラズマ流速やその空間分布がどのように変化するのかを、主としてプローブ計測により明らかにしていくことを目的としている。本年度は、磁場をこれまでの10倍(0.1T)に増強し、プラズマテスト部の中性ガス圧力を上昇させて非接触プラズマを生成し、プラズマ流速計測、イオン温度計測を行った。マッハプローブによるプラズマ径方向分布の計測において、ガス圧上昇により、中心部では上下流のイオン飽和電流比に大きな変化はないが、周辺部ではガス圧上昇により、流速の増大が示唆される結果を得た。プラズマ周辺部のイオンセンシティブプローブ計測において、イオン温度のガス圧力に対する変化の計測にも成功した。また、これらのプローブ計測に大きな影響を与えると考えられる高エネルギー電子についても詳細に実験を行った。磁場配位の違いによる流速の変化、およびその状況におけるガス圧変化の影響についての実験を行い、発散磁場配位にて流速の上昇傾向を確認した。今後、引き続き磁力線方向のパラメータ分布の変化、イオン温度の空間分布に注目して実験及び解析を進めていく予定である。