重イオンビームプローブによるプラズマ中の高時間空間分解電子密度分布計測

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重イオンビームプローブ(HIBP)は高エネルギー重イオンビームを利用したトカマク,ステラレーター等の磁場閉じ込め核融合プラズマのポテンシャル計測器である.HIBPを用いて高時間空間分解密度分布計測を行うために,昨年度理論から得られたkeV〜MeV領域の金イオンのイオン化断面積の精度を評価した.その実験的評価方法としてタンデム加速器の入射金負イオンビームとタンデム加速器内のガスセルで荷電変換された正イオンビームの変換効率を求めた.理論上得られた断面積を用いて変換効率を予測した結果,実験値と良い一致を得た.このことから求めた金イオン化・電子捕獲断面積を良い精度で得ることができたと結論付けることができる.それに加えて,HIBPのプラズマへの入射ビーム強度を上げるために最適なガスセルのガス種とガス圧も予測することが可能となった.高密度プラズマ計測や揺動計測のためには入射Au^+ビーム(1次ビーム)とエネルギー分析器へのAu^<2+>ビーム(2次ビーム)のビーム強度が十分なSNで得られることがキーポイントとなる.昨年度に検出器に用いているMicro Channel Plate(MCP)のMeV領域でのイオン検出効率が不明であることが問題となっていた.そこで,MeVエネルギーを持つ金イオンビームに対するMCPの検出効率の校正試験を行った.先に求めたイオン化・電子捕獲断面積を用いて求めたプラズマ中を通過した2次ビーム強度はMCPの検出効率を正しく評価することで良い一致を得た.