高温プラズマ中の軽元素不純物挙動解明への真空紫外レーザー蛍光分光法の適用

应用真空紫外激光荧光光谱阐明高温等离子体中轻元素杂质的行为

基本信息

批准号：
61580011
负责人：
村岡克紀
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1986
资助国家：
日本
起止时间：
1986 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

高温プラズマ中に混入する不純物や、水素のリサイクリニグ研究のためには、軽元素の遷移波長に同調できる真空紫外レーザーを用いたレーザー螢光法が大きな可能性を持つと考えられ乍ら、この波長域での可変波長レーザーに十分なものがなく実験が行える段階に達していない。そこで、本研究では可変波長色素レーザーの非線形媒質による高調波発生により目的を達するべく光源の開発から研究に着手し、以下の結果を得た。(1)昭和60年度までに製作したライマニα線に同調可能な光源について光軸の設計変更等を行い、安定な10W以上の出力を半日以上にわたって維持できるようにした。またスペクトル制御についても予備測定を行った。(2)水素原子検出については、ライマニβ線の二光子励起をArFレーザーのストークス線を用いて行い、螢光観測をバルマーα線で行えば、光学的アクセスその他が真空紫外の場合に比して大幅に緩和され、大形プラズマ装置で実行出来るシステムになりうることを示した(裏面第6文献として発表予定)。(3)真空紫外レーザーの波長同調域を拡げるため、金属蒸気中の二光子共鳴四波長混合により炭素の共鳴線に同調できる出力10Wの光源を得た(第1文献として発表)。色素と金属媒質を変えれば、ベリリウム,酸素等ほとんどすべての軽原子に同調できる光源を得ることが出来る。以上新領域のレーザー螢光法の発展の研究と併せて、現在のレーザー光源を用いた高温プラズマ中の粒子挙動解明のためのSN比の検討(第3文献に発表して、第5文献に投稿中),それを用いてのヘリオトロニEプラズマ中の粒子挙動の解明(第2文献として発表)を行い、高温プラズマ中への水素原子の侵入,その異方性,プラズマの粒子閉じ込め時間の評価等について成果を挙げた。

激光荧光使用可调谐到轻元素跃迁波长的真空紫外激光器，被认为在研究高温等离子体中混合的杂质和氢回收方面具有巨大潜力。目前，可调谐波长激光器还不够。我们还没有达到可以进行实验的阶段。因此，在本研究中，我们通过开发光源来开始研究，利用可调谐波长染料激光器的非线性介质产生谐波来达到目的，并获得了以下结果。（1）我们对光源的光轴设计进行了修改，可以调谐到1985年生产的莱马尼α射线，并能够在半天以上的时间内保持10W以上的稳定输出。我们还进行了有关频谱控制的初步测量。 (2) 对于氢原子检测，与光学接入等方面的情况相比，使用ArF激光的斯托克斯线进行莱马尼β射线的双光子激发，并使用巴尔默α射线进行荧光观察。结果表明，该系统可以用大型等离子体装置来实现，并且该系统显着宽松（预定作为背面的第6文件发布）。 (3) 为了扩大真空紫外激光器的波长调谐范围，我们通过金属蒸气中的双光子共振四波长混合获得了输出功率为10 W的光源，可以调谐到碳共振线(发表作为第一个文件）。通过改变染料和金属介质，可以获得可以调谐到几乎所有轻原子（例如铍和氧）的光源。除了对激光荧光这一新领域的发展进行研究外，我们还研究了使用当前激光光源阐明高温等离子体中粒子行为的信噪比（发表在第三篇文献中）并发表在第五篇文献中）（目前正在提交），用它阐明了日电子E等离子体中粒子的行为（作为第二篇文献发表），并评估了氢原子在高温等离子体中的渗透性及其各向异性，我们在这些领域取得了成果。