ＬＨＤにおける３次元輻射計測手法の開発および放射崩壊現象に関する研究

铲运机三维辐射测量方法开发及放射性衰变现象研究

• 批准号: 14J04448
• 负责人: 佐野 竜一
• 金额: $ 1.39万
• 依托单位: National Institute for Fusion Science (2015)The Graduate University for Advanced Studies (2014)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J04448/
• 关键词: イメージング; トモグラフィー; 先験情報; プラズマ計測; 3次元トモグラフィー

本年度は昨年度に開発した赤外線イメージングビデオボロメータ(IRVB)を用いた3次元トモグラフィー計測の改良およびそれについての成果発表を行った。昨年度の研究では3次元のプラズマ輻射分布を視野で積分したIRVB画像から、逆問題の標準線形解法を用いて3次元のプラズマ輻射分布を再現する輻射の3次元トモグラフィー計測開発を行った。しかし、3次元の解空間に対するIRVB画像のデータ数の不足及び、計測器設置位置の制限から来るプラズマを見込む角の制限から、再構成された3次元プラズマ輻射分布に誤差を生じていた。本年度はTikhonovの正則化に先験情報として参照画像を加え拡張し、最構成結果の改善を試みた。拡張したトモグラフィー手法ではプラズマの形状が楕円管状であるという知見を基に、3次元の楕円管関数モデルを再構成毎にIRVB画像に対してフィッティングを行うことで関数モデルから参照画像を作成し、これを先験情報として使用した。このようにIRVB画像に対してフィッティングを行うことにより、同じ関数モデルを用いて時間変化するプラズマを計測する際などの計測対象の変化に対応した参照画像を作成することが可能となった。この参照画像を用いた手法の拡張により、既知の3次元輻射分布を用いた再構成のシミュレーションでは再構成誤差を1割程度低減することに成功した。また、実験データを用いた再構成では全体に散っていたアーティファクト状の構造が低減することで物理的に理解しやすい再構成像を得ることを可能とした。このことから先験情報で拡張したトモグラフィー手法によって3次元トモグラフィー計測が定量的にも定性的にも改善することを確認した。また、この改善した3次元トモグラフィー計測を放射崩壊計測に適用することで、放射崩壊時のトーラス内側輻射の増大を定量的に確認し、その輻射増大にトロイダル方向の異方性があることを突き止めた。

This year's development of infrared ray monitoring (IRVB) has been carried out in the past year. Last year's research was conducted on the 3D radiation distribution, integration, IRVB mapping, standard linear solution of inverse problems, and reconstruction of the 3D radiation distribution. 3-D resolution of the IRVB image is insufficient, and the measurement position is limited. This year, Tikhonov's regularization information and reference images were added to improve the results. The shape of the image is tubular, and the number of elements in the image is three-dimensional. The image is reconstructed into a reference image. The IRVB image is generated by the time of measurement. The method of reconstruction of the reference image was successfully used to reduce the reconstruction error of the three-dimensional radiation distribution. The structure of the structure of the whole structure of the structure of This is the first time that we've seen this, and we've seen this before. 3-D measurement of radiation intensity measurement is applicable to the determination of the increase in radiation intensity inside the radiation intensity measurement system.

项目成果

Improvement of 3D radiation imaging using Euclidean distance from model phantom in LHD

使用 LHD 中模型体模的欧几里德距离改进 3D 辐射成像

• 发表时间: 2015
• 作者: Ryuichi SANO;Byron J. PETERSON;Masahiro KOBAYASHI;Masaru TERANISHI;Naofumi IWAMA;Kiyofumi MUKAI and Shwetang N. PANDYA;Yuya Ominato and Mikito Koshino;Ryuichi Sano
• 通讯作者: Ryuichi Sano

Development of 3D tomography for radiation measurement using IRVB measurement in LHD

使用 LHD 中的 IRVB 测量开发用于辐射测量的 3D 断层扫描

• 发表时间: 2014
• 作者: 佐野竜一;Byron J. Peterson;小林政弘;向井清史;Shwetang N. Pandya
• 通讯作者: Shwetang N. Pandya

Development of three dimensional tomography for radiation profile measurement using IR imaging video bolometers in LHD

使用 LHD 中的红外成像视频测辐射热计开发用于辐射剖面测量的三维断层扫描

• 发表时间: 2014
• 作者: Ryuichi Sano;Byron J. Peterson;Masahiro Kobayashi;Masaru Teranishi;Naofumi Iwama;Kiyofumi Mukai;Shwetang N. Pandya
• 通讯作者: Shwetang N. Pandya

Reconstruction of 3-D Radiation Profile From 2-D Images Viewed by IR Imaging Video Bolometer With SVD

使用 SVD 从红外成像视频测辐射热计观察到的 2D 图像重建 3D 辐射剖面

• DOI: 10.1109/tps.2014.2330605
• 发表时间: 2014
• 期刊: Plasma Science, IEEE Transactions on (Volume 42 Issue 10)
• 作者: Ryuichi SANO;Byron J. PETERSON;Masahiro KOBAYASHI;Masaru TERANISHI;Naofumi IWAMA;Kiyofumi MUKAI and Shwetang N. PANDYA
• 通讯作者: Kiyofumi MUKAI and Shwetang N. PANDYA

Evolution of radiation structure by three dimensional measurement during radiation collapse in LHD

LHD辐射塌陷过程中三维测量辐射结构的演化

• 发表时间: 2015
• 作者: Ryuichi SANO;Byron J. PETERSON;Masahiro KOBAYASHI;Masaru TERANISHI;Naofumi IWAMA;Kiyofumi MUKAI and Shwetang N. PANDYA;Yuya Ominato and Mikito Koshino;Ryuichi Sano;Yuya Ominato and Mikito Koshino;Ryuichi Sano
• 通讯作者: Ryuichi Sano