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 相机的动态范围以及光谱仪内部光衍射引起的图像展宽决定。在这项工作中，我们采用了比 CCD 相机具有更小的读出噪声幅度和更快的读出速率的 CMOS 相机。通过对 CMOS 相机拍摄的 1500 个信号进行平均，我们在照片检测中实现了 106 的动态范围。此外，通过采用具有高刻划密度的大型透射光栅，我们抑制了衍射引起的图像展宽。通过这些方法实现了光谱仪106的动态范围。我们将该光谱仪应用于对国立核聚变科学研究所产生的高温等离子体的观测。我们开发了一种技术，可以根据观测到的氢原子光谱来估计核心等离子体中的氢原子密度分布。

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）

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

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

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

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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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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