高温プラズマ周辺部の水素原子密度計測法の開発

高温等离子体周围氢原子密度测量方法的发展

基本信息

批准号：
02680011
负责人：
村岡克紀
金额：
$ 0.96万
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：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の主目的は,スクレ-プオフ層やダイバ-タ領域等の水素原子(基底準位にあるものが大部分であるため,発光その他の情報による観測が不可能である)密度と速度分布を計測する手段を確立することである。それにより,粒子挙動や粒子閉じ込め時間の評価が可能になり,またダイバ-タ動作解明を通じてHモ-ド形成メカニズム理解の鍵を得ることも期待される。この目的を以て研究を進めた結果,以下の成果が得られた。1.ArFエキシマレ-ザ-光の重水素中の第一スト-クス変換による205nm(その二光子励起により水素の基底準位からライマンβ線で上準位へ励起できる)光を焦点距離fの異なるレンズを用いて集光した。それにより,f=410mmで蛍光領域15mm,f=820mmで同25mmとなり,レ-ザ-入射と蛍光観測を同軸配置にしても,十分な空間分解能を確保できることを示した。2.レ-ザ-入射と蛍光観測を同軸配置にしても,スペ-シャルフィルタ-を適切に配置すれば,妨害信号(迷光)は問題にならない程度にできることを示した。3.以上を基に,高温プラズマ発生装置であるヘリオトロンE(京都大学ヘリオトロン核融合研究センタ-)の周辺プラズマでの水素原子密度測定を行った。その結果,このような実験としては初めて蛍光信号を得て現在デ-タ解析を進めている。初期的な解析結果によれば,ECH放電初期において,水素原子密度2×10^<16>m^<ー3>が得られ,また検出下限は5×10^<15>m^<ー3>程度である。この検出下限は背景のH_α光のゆらぎで決っており,ショット雑音によると考えて説明できる。以上により,高温プラズマへの本法の適用性が確認されたので,今後水素原子挙動解明へ進むことが期待できる段階に達した。

这项研究的主要目的是刮除层和分流器区域中氢原子的密度和速度分布（其中大部分位于地面，因此无法使用发光或其他信息来观察它们）的目标。是建立一种方法来衡量这将能够评估粒子行为和粒子限制时间，并且有望通过阐明转向器操作来提供理解 H 模式形成机制的关键。以该目的进行研究的结果得到以下结果。 1.由于氘中的第一次斯托克斯变换，焦距f为205 nm的ArF准分子激光（可以通过其双光子激发从氢的底能级激发到上能级）。使用不同的透镜聚焦光线。结果，荧光面积在f=410mm时为15mm，在f=820mm时为25mm，这表明即使激光入射和荧光观察同轴布置，也可以确保足够的空间分辨率。 2. 结果表明，即使激光入射和荧光观察同轴布置，如果适当布置特殊滤光片，也可以使干涉信号（杂散光）不成问题。 3.基于上述，我们测量了高温等离子体发生器Heliotron E（京都大学Heliotron聚变研究中心）周围等离子体中的氢原子密度。结果，我们在这样的实验中首次获得了荧光信号，目前正在分析数据。根据初步分析结果，ECH放电初期得到的氢原子密度为2×10^<16>m^<-3>，检测限为5×10^<15>m^< -3 > 关于。该检测下限由背景H_α光的波动决定，并且可以通过将其视为散粒噪声来解释。综上所述，该方法对于高温等离子体的适用性已经得到证实，我们已经达到了可以期望在未来继续阐明氢原子行为的阶段。