Development of ultra-high dynamic rage spectroscopic method for evaluation of neutral hydrogen density distribution in fusion core plasmas

开发用于评估聚变核心等离子体中性氢密度分布的超高动态愤怒谱方法

基本信息

批准号：
24860037
负责人：
FUJII Keisuke
金额：
$ 2.33万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-08-31 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

The dynamic-range of a conventional spectrometer is determined by the dynamic range of a CCD camera used as a photo detector, as well as the image broadening due to the diffraction of light inside the spectrometer. In this work, we adopt a CMOS camera which has smaller readout noise amplitude and faster readout rate than those of CCD cameras. By averaging 1500 signals taken by the CMOS camera, we achieve the dynamic range of 106 in photo detection. Additionally, by adopting a large transmission grating with high ruling density, we suppress the image broadening due to the diffraction. The dynamic range of 106 of the spectrometer is achieved by these approaches.We apply this spectrometer to the observation of high temperature plasmas produced in National Institute for Fusion Science. We develop a technique to estimate the hydrogen atom density distribution in the core plasma from observed hydrogen atom spectra.

传统光谱仪的动态范围由用作光电检测器的CCD摄像头的动态范围以及由于光谱仪内部的光的衍射而拓宽的动态范围。在这项工作中，我们采用的CMOS摄像头比CCD摄像机的读数噪声幅度较小，读数速度更快。通过平均CMOS摄像机采集的1500个信号，我们在照片检测中达到了106个动态范围。另外，通过采用较高的尺寸密度的大型传输光栅，我们抑制了由于衍射引起的图像拓宽。通过这些方法实现了106个光谱仪的动态范围。我们将此光谱仪应用于美国国家融合科学研究所产生的高温等离子体。我们开发了一种从观察到的氢原子光谱中估算核心等离子体中氢原子密度分布的技术。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

高ダイナミックレンジ分光計測のためのスペクトル裾部装置関数の制御

控制光谱尾仪器功能以进行高动态范围光谱测量

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Atsumi;T. Shikama;M. Hasuo;and K. Fujii;M. Ding;渥美俊介,四竈泰一,蓮尾昌裕,藤井恵介
通讯作者：
渥美俊介,四竈泰一,蓮尾昌裕,藤井恵介

Electron Density Dependence of the Neutral Hydrogen Atom Transport in LHD Core Plasmas Studied by Balmer-α Spectroscopy

通过 Balmer-α 能谱研究 LHD 核心等离子体中中性氢原子输运的电子密度依赖性

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Fujii;M. Goto;S. Morita;M. Hasuo
通讯作者：
M. Hasuo

Development of a high dynamic range spectroscopic system for observation of neutral hydrogen atom density distribution in Large Helical Device core plasma

开发用于观察大型螺旋装置核心等离子体中中性氢原子密度分布的高动态范围光谱系统

DOI：
10.1063/1.4863650
发表时间：
2014
期刊：
Review of Scientific Instruments
影响因子：
1.6
作者：
K. Fujii;S. Atsumi;S. Watanabe;T. Shikama;M. Goto;S. Morita;and M. Hasuo
通讯作者：
and M. Hasuo

LHDプラズマ中Balmer-α線の高ダイナミックレンジ高分解分光計測

LHD 等离子体中巴尔默-α 辐射的高动态范围、高分辨率光谱测量

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
藤井恵介,渥美俊介,渡辺翔,後藤基志,森田繁,蓮尾昌裕
通讯作者：
藤井恵介,渥美俊介,渡辺翔,後藤基志,森田繁,蓮尾昌裕

高イオン温度 LHD プラズマに対する高ダイナミックレンジ Balmer-α 線分光計測

高离子温度 LHD 等离子体的高动态范围 Balmer-α 线光谱测量

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
D. Saeki;T. Tanimoto;H. Matsuyama;藤井恵介，後藤基志，森田繁，蓮尾昌裕;杉原達哉,榎本俊之;加藤友佳子;中井悠太，篠原正季，高橋佑理子，後藤基志，森田繁，蓮尾昌裕，藤井恵介
通讯作者：
中井悠太，篠原正季，高橋佑理子，後藤基志，森田繁，蓮尾昌裕，藤井恵介

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作者：
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FUJII Keisuke其他文献

Measurements of the Impurity Flow Velocity and Temperature in Deuterium and Hydrogen Plasmas in the Divertor Legs of the Stochastic Layer in LHD

铲运机随机层偏滤器腿中氘和氢等离子体中杂质流速和温度的测量

DOI：
10.1585/pfr.13.3402058
发表时间：
2018
期刊：
Plasma and Fusion Research
影响因子：
0.8
作者：
KUZMIN Arseniy;KOBAYASHI Masahiro;NAKANO Tomohide;HASUO Masahiro;FUJII Keisuke;GOTO Motoshi;SHIKAMA Taiichi;MORISAKI Tomohiro;the LHD Experiment Group
通讯作者：
the LHD Experiment Group

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通过激光吸收光谱法对微空心阴极氦等离子体中的亚稳态原子密度和电场强度进行空间分辨测量

DOI：
10.1585/pfr.13.3406070
发表时间：
2018
期刊：
Plasma and Fusion Research
影响因子：
0.8
作者：
UENO Keisuke;KAMEBUCHI Kenta;KAKUTANI Jiro;MATSUOKA Leo;NAMBA Shinichi;FUJII Keisuke;SHIKAMA Taiichi;HASUO Masahiro
通讯作者：
HASUO Masahiro