Microsoft PowerPoint - matsuzawa

Similar documents
ポリトロープ、対流と輻射、時間尺度

PowerPoint プレゼンテーション

Ł\”ƒ-2005

第90回日本感染症学会学術講演会抄録(I)

GJG160842_O.QXD

Microsoft Word - planck定数.doc

natMg+86Krの反応による生成核からのβ線の測定とGEANTによるシミュレーションとの比較

Microsoft PowerPoint - siryo7

PowerPoint プレゼンテーション

…v…›…Y…}−jŠZ“⁄−w›ï”‘‡W„”†y‡W‡T†|‡W†z†^fiÁŁÊ−ñ“e

tnbp59-21_Web:P2/ky132379509610002944

Microsoft PowerPoint - hiei_MasterThesis

日本内科学会雑誌第98巻第4号

日本内科学会雑誌第97巻第7号

自然現象とモデル_ pptx

抄録/抄録1    (1)V

研修コーナー

パーキンソン病治療ガイドライン2002

Microsoft Word - note02.doc

Microsoft Word - プレス原稿_0528【最終版】

Microsoft PowerPoint - Š’Š¬“H−w†i…„…C…m…‰…Y’fl†j.ppt

PowerPoint プレゼンテーション

気体を用いた荷電粒子検出器

スライド 1

Chap. 1 NMR

Microsoft PowerPoint - murakami

観測的宇宙論WS2013.pptx

ms.dvi

講義「○○○○」

2011 年度第 41 回天文 天体物理若手夏の学校 2011/8/1( 月 )-4( 木 ) 星間現象 18b 初代星形成における水素分子冷却モデルの影響 平野信吾 ( 東京大学 M2) 1. Introduction 初代星と水素分子冷却ファーストスター ( 初代星, PopIII) は重元素を

W 1983 W ± Z cm 10 cm 50 MeV TAC - ADC ADC [ (µs)] = [] (2.08 ± 0.36) 10 6 s 3 χ µ + µ 8 = (1.20 ± 0.1) 10 5 (Ge

zsj2017 (Toyama) program.pdf


_170825_<52D5><7269><5B66><4F1A>_<6821><4E86><5F8C><4FEE><6B63>_<518A><5B50><4F53><FF08><5168><9801><FF09>.pdf

Microsoft PowerPoint - qchem3-11

Kumamoto University Center for Multimedia and Information Technologies Lab. 熊本大学アプリケーション実験 ~ 実環境における無線 LAN 受信電波強度を用いた位置推定手法の検討 ~ InKIAI 宮崎県美郷

2018/6/12 表面の電子状態 表面に局在する電子状態 表面電子状態表面準位 1. ショックレー状態 ( 準位 ) 2. タム状態 ( 準位 ) 3. 鏡像状態 ( 準位 ) 4. 表面バンドのナローイング 5. 吸着子の状態密度 鏡像力によるポテンシャル 表面からzの位置の電子に働く力とポテン

nsg02-13/ky045059301600033210

日本内科学会雑誌第102巻第4号

Microsoft PowerPoint Aug30-Sept1基研研究会熱場の量子論.ppt

PowerPoint プレゼンテーション

PowerPoint Presentation

Microsoft PowerPoint - 第11回半導体工学

Microsoft Word

Unit 1

PowerPoint プレゼンテーション

Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments Energy Loss by Radiation : Bremsstrahlung 制動放射によるエネルギー損失は σ r 2 e = (e 2 mc 2 ) 2 で表される為

Microsoft PowerPoint _量子力学短大.pptx


三重大学工学部

( 全体 ) 年 1 月 8 日,2017/1/8 戸田昭彦 ( 参考 1G) 温度計の種類 1 次温度計 : 熱力学温度そのものの測定が可能な温度計 どれも熱エネルギー k B T を

O1-1 O1-2 O1-3 O1-4 O1-5 O1-6

23 1 Section ( ) ( ) ( 46 ) , 238( 235,238 U) 232( 232 Th) 40( 40 K, % ) (Rn) (Ra). 7( 7 Be) 14( 14 C) 22( 22 Na) (1 ) (2 ) 1 µ 2 4

A

本日話す内容

PowerPoint プレゼンテーション

Microsoft PowerPoint - 第7章(自然対流熱伝達 )_H27.ppt [互換モード]

スライド 1


放射線専門医認定試験(2009・20回)/HOHS‐05(基礎二次)

プログラム

第86回日本感染症学会総会学術集会後抄録(I)

muramatsu_ver1.key

1 12 CP 12.1 SU(2) U(1) U(1) W ±,Z [ ] [ ] [ ] u c t d s b [ ] [ ] [ ] ν e ν µ ν τ e µ τ (12.1a) (12.1b) u d u d +W u s +W s u (udd) (Λ = uds)

物理学 II( 熱力学 ) 期末試験問題 (2) 問 (2) : 以下のカルノーサイクルの p V 線図に関して以下の問題に答えなさい. (a) "! (a) p V 線図の各過程 ( ) の名称とそのと (& きの仕事 W の面積を図示せよ. # " %&! (' $! #! " $ %'!!!

untitled


Microsoft PowerPoint - エネルギー第11回.ppt [互換モード]

<4D F736F F D208CF595A890AB F C1985F8BB389C88F CF58C9F8F6F8AED2E646F63>

論文の内容の要旨 論文題目 Spectroscopic studies of Free Radicals with Internal Rotation of a Methyl Group ( メチル基の内部回転運動を持つラジカルの分光学的研究 ) 氏名 加藤かおる 序 フリーラジカルは 化学反応の過

学部3年実習

PowerPoint プレゼンテーション

AN504 Through-hole IRED/Right Angle Type 特長 パッケージ 製品の特長 φ3.6 サイドビュ - タイプ 無色透明樹脂 光出力 : 5mW TYP. (I F =50mA) 鉛フリーはんだ耐熱対応 RoHS 対応 ピーク発光波長指向半値角素子材質ランク選別はん

Microsoft Word - IPhO2007実験問題Green問題.doc

JPS2012spring

PowerPoint Presentation

Probit , Mixed logit

AlGaN/GaN HFETにおける 仮想ゲート型電流コラプスのSPICE回路モデル

8.1 有機シンチレータ 有機物質中のシンチレーション機構 有機物質の蛍光過程 単一分子のエネルギー準位の励起によって生じる 分子の種類にのみよる ( 物理的状態には関係ない 気体でも固体でも 溶液の一部でも同様の蛍光が観測できる * 無機物質では規則的な格子結晶が過程の元になっているの

レーザー発振の原理

スライド 1

I-2 (100 ) (1) y(x) y dy dx y d2 y dx 2 (a) y + 2y 3y = 9e 2x (b) x 2 y 6y = 5x 4 (2) Bernoulli B n (n = 0, 1, 2,...) x e x 1 = n=0 B 0 B 1 B 2 (3) co

「世界初、高出力半導体レーザーを8分の1の狭スペクトル幅で発振に成功」

第6章 実験モード解析

2 Hermite-Gaussian モード 2-1 Hermite-Gaussian モード 自由空間を伝搬するレーザ光は次のような Hermite-gaussian Modes を持つ光波として扱う ことができる ここで U lm (x, y, z) U l (x, z)u m (y, z) e

Microsoft PowerPoint - ILEsympo_matsukiyo.pptx

有機4-有機分析03回配布用

プログラム

第1章 様々な運動

画像処理工学

ii 3.,. 4. F. (), ,,. 8.,. 1. (75% ) (25% ) =9 7, =9 8 (. ). 1.,, (). 3.,. 1. ( ).,.,.,.,.,. ( ) (1 2 )., ( ), 0. 2., 1., 0,.

T2K 実験 南野彰宏 ( 京都大学 ) 他 T2Kコラボレーション平成 25 年度宇宙線研究所共同利用成果発表会 2013 年 12 月 20 日 1

Microsoft Word - Chap17

QOBU1011_40.pdf

SE法の基礎

1 9 v.0.1 c (2016/10/07) Minoru Suzuki T µ 1 (7.108) f(e ) = 1 e β(e µ) 1 E 1 f(e ) (Bose-Einstein distribution function) *1 (8.1) (9.1)

日歯雑誌(H19・5月号)済/P6‐16 クリニカル  柿木 5

MM1_02_ThermodynamicsAndPhaseDiagram

Transcription:

第 12 回若手科学者によるプラズマ研究会 29 年 3 月 16-18 日原子力機構那珂核融合研究所 磁場反転配位プラズマにおける 中性粒子数密度計測 松澤芳樹, 田邨尚郎, 山本直樹, 高尾昂平, 日吉まゆ, 浅井朋彦, 高橋努日大理工

磁場反転配位 (FRC) プラズマ コンパクト トーラス (CT) 小型で閉じ込め効率が良い磁場反転配位 (Field-Reversed Configuration: FRC) CTの一種 β 値が高い (~1) 閉じ込め磁場の勾配に沿って移動 ( 移送 ) 可能生成部と燃焼部の分離が可能高効率で構造が単純な核融合炉建設が期待される FRC プラズマには閉じた磁力線領域開いた磁力線領域がある FRC プラズマの磁場構造 閉じた磁力線領域は高温のプラズマが閉じ込められている 開いた磁力線領域には低温のプラズマと中性粒子が存在している

FRTP 法による FRC プラズマの生成過程 (1) 真空容器内部を高真空にした後 動作ガスを封入する (2) Z 放電によって予備電離プラズマを生成する (3) バイアス磁場を印加し 強度が最大になるタイミングで主圧縮磁場を印加する (4) 主圧縮磁場が印加され径方向圧縮される (5) 装置両端部のミラーコイル付近で磁気再結合が起こり 閉じた磁力線配位が形成される (6) 軸方向に圧縮される ( 軸方向圧縮 ) FRC プラズマ生成過程 (7) プラズマの圧力と外部磁気圧が釣り合うまで 径方向 軸方向に膨張 収縮を繰り返し 圧力平衡状態に達する

背景 これまで 磁場反転配位 (field-reversed configuration : FRC) プラズマ研究において中性粒子との相互作用はほとんど研究されていなかった その理由として FRCプラズマの閉じ込め特性が悪く配位持続時間が短いため 中性粒子のリサイクリングを考慮する必要がなかったことなどが挙げられる [1] しかしながら近年 回転磁場 (rotating magnetic field : RMF) による生成 維持による長寿命化 [2] また 接線方向からの中性粒子ビーム入射(tangential neutral beam injection : TNBI) による維持 加熱の際 FRCプラズマ周辺の中性粒子がパワー付与率に影響を与えるというシミュレーション結果が得られている [3] など FRC 研究において中性粒子の存在が重要になっている [1] D. J. Rei, Pro. of 6th US-Japan workshop, 214, (1984) [2] H. Y. Guo et al., Phys. Plasmas 15, 5611 (28) [3] T. Takahashi et al., J. Plasma Fusion Res. Vol.82, No.11 (26) 775

目的 本研究では 重水素スペクトル ( バルマー系列 : Da, Db, Dg, Dd) の計 測と衝突輻射 (collisional-radiative : CR) モデルを用いて FRC プラズ マ周辺の中性粒子数密度の見積もりを行う

中性粒子数の定量的な評価方法 (1) 重水素スペクトル ( バルマー系列 : D α, D β, D γ, D δ ) の絶対放射光強度の計測 線積分量の x 分布計測 連続光 ( 制動放射光 ) の除去 アーベル変換による放射係数の導出 放射係数から励起状態の占有密度 ( ポピュレーション ) を導出 (2) 衝突輻射モデルを用いたポピュレーションの計算 実験データと計算結果の比較

絶対放射光強度の計測システム 絶対放射強度計測の光学系 Band pass filter (optical filter) wavelength λ=55±5nm 656±5nm 485±5nm 436±5nm 41±5nm 光学計測にはコリメータ 光ファイバー 光電子増倍管 波長選択用のバンドパスフィルター (Bremsstrahlung : 55 ± 5 nm, Dα : 656 ± 5 nm, Dβ : 486 ± 5 nm, Dγ : 436 ± 5 nm, Dδ : 41 ± 5 nm) から成る光学測定系 6 組 (12 組 5 set) を用いている 波長選択用のバンドパスフィルターに波長幅があるため連続光 ( 制動放射光 ) が入る x 分布計測の測定器配置

実験装置 NUCTE-III 4 NUCTE-III 計測器磁気プローブ, 磁束ループ プラズマ半径レーザー干渉計 電子密度光学系 ( 放射光強度計測 ) 中性粒子数の評価 I z (ka) B z (T) 2-2 -4-15 -1-5 5 1 15.6.4.2. -15-1 -5 5 1 15 time (μs) 放電のタイムシーケンス

光強度の x 分布の計測 制動放射光の除去 (1) 3 25 2 Bremss x 1 Dα Dβ x 3 Dγ x 5 Dδ x 5 (2) 15 Intensity (W/m 2 ) 1 5 3 25 2 -.1 Dα -.5..5.1 Dβ x 3 Dγ x 5 Dδ x 5 (3) 15 1 5 プラズマ放射光の波長依存性 ( 連続光と線スペクトルからなる ) I I Bremss nn 1 Z n e i 1 ( λ) = T λ j( w./ o. Bremss) I e 2 eff e 2 2 T λ e 2 λbremss I λ j (j = α, β, γ ) = j Bremss Intensity (x1 x1 4 W/m 4 3 ) 2. 1.5 1..5.. -.1 -.5..5.1 x (m) 放射光の線積分強度の x 分布 Dα Dβ x 3 Dγ x 5 Dδ x 5.2.4.6 r (m).8 放射係数の r 分布.1.12 (4)

衝突輻射 (Collissional Radiative:CR) モデルの原子過程とレート方程式 考慮される原子過程 C(p,q) : 電子衝突励起速度係数 A(p,q) : 自然放射遷移確率 F(p,q) : 電子衝突脱励起速度係数 S(p) : 電子衝突電離速度係数 α(p) : 三体再結合速度係数 β(p) : 放射再結合速度係数 d n D p = C q p n e n D q dt q< p ( ) (, ) ( ) 光学的に薄い F( pq, ) + C( pq, ) + S( p) ne + Apq (, ) nd( p) q< p q> p q< p [ ] + Fqpn (, ) + Aqp (, ) n( q) q> p [ ( ) ( )] + α p n + β p n n + n D (p) : 準位 pのポピュレーション n e : 電子密度 n : イオン密度 D+ e e e D D CR モデル 準定常近似 (Quasi Steady-State : QSS) dnd ( p) = ( p 2) dt レート方程式の解 n ( p) = R ( p) n n + R ( p) n n (1) D e + D 1 e D 再結合成分 電離進行成分 R, R 1 : ポピュレーション係数と呼ばれる n e と T e の関数

ポピュレーション係数とポピュレーション分布 準位ごとに T e,n e の依存性が異なる ポピュレーション係数の電子温度 電子密度依存性 再結合成分 1 17 R ( p) n e n D + 優勢 電離進行成分 R 1 17 ( p) n e n 1 D ( 1) 優勢 1 17 両方の成分が混在 Population n(p) (m -3 ) 1 16 1 15 1 14 1 13 1 12 1 16 1 15 1 14 1 13 1 12 1 16 1 15 1 14 1 13 1 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Level p 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Level p 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Level p

解析結果の評価方法 ( フローチャート ) (1) 実験結果 I j から実験値 n D (p) exp を求める n D exp ( p) = I j hν p,2 Ap, 2 ( p = 3,4,5... ) ( j = α, β, γ...) (2) T e, n e を与え R (p), R 1 (p) を求める (3) n D (1) と n D+ (=n e ) を与え 計算値 n D (p) cal を求める exp cal ( n( p) n( p) ) Err p 2 cal ( p) = R p) n n + R ( p) n n ( 1) n D ( e + 1 (4) n D (p) cal と n D (p) exp を比較する D e D (5) 2~4 を繰り返し 誤差が最小になる T e, n e, n D+, n D (1) の組み合わせを探す 中性粒子密度について nd ( 1) >> nd ( p) ( p 2) nd n D (1)

実験値と計算結果の比較 ( 予備電離プラズマ ) Intensity (W/m 2 ) 5 4 3 2 1 t = -1μs Dα Dβ x 3 Dγ x 5 Dδ x 5 -.1 -.5..5.1 x (m) 放射光強度の線積分量の x 分布 Population n(p) (m 3 ) 1 16 1 15 1 14 1 13 1 12 r =.9 m 2 3 4 5 6 7 8 9 Level p Level p ポピュレーション分布 計算パラメータ T e = 1.2 ev n e = 2.5 x 1 2 m -3 n(1) = 9.1 x 1 2 m -3 1 Intensity ( x 1 4 W/m 3 ) x1 4 2. 1.5 1..5.. t = -1μs Dα Dβ x 3 Dγ x 5 Dδ x 5.2.4.6.8.1.12 n ( x x1 21 m -3 ) 1..8.6.4.2.. n e n n T e.2.4.6.8.1 5 4 3 2 1.12 T e (ev) r (m) r (m) 放射係数分布 粒子密度 電子温度の分布

実験値と計算結果の比較の例 (FRC プラズマ平衡時 ) Intensity (W/m 2 ) 5 4 3 2 1 Dα Dβ x 3 Dγ x 5 Dδ x 5-1 -5 5 1 x (m) Population n(p) (m -3 ) 1 17 1 16 1 15 1 14 1 13 1 12 1 11 1 1 1 r =.9 m 計算パラメータ T e = 1 ev n e = 1 x 1 19 m -3 n(1) =.5 x 1 19 m -3 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Level p 放射光強度の線積分量の x 分布 ポピュレーション分布 Intensity ( x 1 4 W/m 3 ) x1 4 3.5 3. 2.5 2. 1.5 1..5. Dα Dβ x 3 Dγ x 5 Dδ x 5 2 4 6 r (m) 8 1 12 n ( x x1 19 19 m -3 ) 3. 2.5 2. 1.5 1..5.. n e n n T e.2.4.6 r (m).8.1 14 12 1 8 6 4 2.12 T e (ev) 放射係数分布 粒子密度 電子温度の分布

まとめ 重水素スペクトルの絶対放射強度計測と CRモデルによる計算を用いて 中性粒子数を定量的に評価を行った FRCプラズマの生成において予備電離プラズマ 中性粒子密度 1 2 ~1 21 m -3 FRCプラズマ生成後 中性粒子密度 1 18 ~1 19 m -3 程度に減少する結果が得られた 生成の前後で中性粒子が電離され 磁場に捕捉されることが実験的に示された