Development of an innovative technique for heat load reduction on divertor plates in high-temperature plasma confinement devices

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2022年度中においては、プラズマ計測用ステレオアダプタとイメージガイドを新たに製作して、大型ヘリカル装置の周辺に設置されているプラズマ監視カメラ用耐放射線ラックの内部に設置するとともに、既存の高速カメラに接続できるようにした。さらに、既存の耐放射線イメージファイバーの布設経路を変更することによって、不純物ダストドロッパーが設置されている上部ポートの直近に2箇所のダスト観測用ビューポートを確保・整備した。これにより、不純物ダストドロッパーから大型ヘリカル装置のプラズマ周辺部に落下するダストの3次元的軌道とダストの溶発位置とその過程を高い時間分解能で観測できるようになった。高速カメラを使用して、様々な実験条件において観測を行ったところ、プラズマ周辺部におけるダストの軌道と溶発位置がプラズマの密度に依存して大きく変化することが分かった。一方、プラズマの密度が同じであるにもかかわらず、溶発位置がトーラス外側方向に移動するという興味深い現象を観測した。今後、これらの実験結果をダスト輸送シミュレーションコード等を用いて解析を進めていく予定である。また、2022年度における最新の研究成果を、第25回制御核融合装置におけるプラズマ表面相互作用に関する国際会議(6月13日～17日、オンライン)、第41回シミュレーション技術に関する国際会議 (8月31日から9月2日、オンライン)、第6回プラズマ物理に関するアジア・太平洋国際会議(10月9日～14日、オンライン)、第31回国際土岐コンフェレンス(11月8日～11日、オンライン)、第39回プラズマ・核融合学会年会(11月22日～25日、富山国際会議場(富山市))に参加して発表した。さらに、Nuclear Materials and Energy誌とPlasma and Fusion Research誌に論文を投稿し、その後、出版された。