VEPl= ‑70[V]､ VEP2〜6:float ing
径方向分布
e!‑..U.8. Ihi!py
､ゞ＼一 七､
放電電圧､放電電流および放電中の TOF信号の時間変化
0.5 1
Time(ms)
図2‑3‑411 HITOP装置にて得られた放電電圧､放電電流､及tFTO絹号の時間変化
5 0 5 0
l l
( ≦ ) p 一
(. n. e) 増せ 叶蟹 山0 ]̲
Raw signa一 of the TOP system
図2‑31412 TOFからの信号(拡大図)
The calibrated neutral flux as a function
of a partic一e velocity.
4 6 8 10 12
velocity (m/S) (×104)
図2‑3‑4‑3 TOF信号に対し､ターゲット板の2次電子放出係数の換算を行って 得られた中性粒子束の粒子速度分布関数
(. n. e) Je u6
!s L 0ト
( . n . e ) ^ l
! S u O l u ! X n J H e J l n O N
0
The energy distribution function of the neutral particles
100 200
Enorgy (eV)
300 4 00
図2‑3‑414 中性粒子束の粒子エネルギー分布関数と最適フィッティング結果
(. n. e)
^l
!S uO lu
!× nI
=e Jl nO N 0
(Am=066mg)
iiiiiiiii王墓=妄言======≡ 08.5kA
×9.2kA ×××××
〇〇〇〇〇
×××O J.7.‑‑‑...
00.511.52 Time (ms)
( Am=4 66mg)
× さ 誉 岩
○
× × ×
0 o 0
o･5 Timel(ms) 1･5
図2‑3‑4‑5 Id‑8･5kA時とId‑9･2kA時で18叫SごとにTOF測定により得られた
イオン温度(低温成分､高温成分)及び流速の時間変化
( l u e ' U O d E 8
^ 6 L e U a N t O L ) () 0) eJ nl eJ Od Ea l UO I
5 0 5 2 2 1
5
0
2 0 0 1 5 0 1 0 0 5 0
(l u｡ uO dE oo
^6 LO uO u6 三) (>
0) 0) nl eJ ed EO l uO 一
0 8 6 4 2 1
(>
e)
^6 Je uO l J! 占
0 0 0
2 (P OL X) ( SJ E) A) . 60 lO
>A OJ j
7 6 5 4 3
温度と流速の測定 斜め方向
MPD
アークジ
垂直方向 梯
I 冤l 鳴 ｨ
24cm ⊂> 0○
⊂> 梯 A / ■
エツト 魅cF6ﾒ
メ F6ﾒ
測定点 Z=240m. 64cm. 104cm
図2‑3‑5‑1 HITOP装置における分光計測位置
He lL (468.575lnm])
468. 4 468. 5 468. 6
波長A lrvn]
468. 7
測定点 Z=64[0m]
図2‑3‑5‑2 観測したスペクトルの一例
3
F ) . e ] ^ ) ! S u O l u J
2
1
lkG] (一様). Z=64 【cm]
+ld=8.0 lkA]
:;:≡;:S EEが
●●
董軍≡ 萄ｬ ﾂ '●妻至
f 白 l
●●
輿 [ﾈ ﾂ粫亦 示ﾂ
i;;i 佇)<X ﾈ險險陲
I 免ﾂ
嶺 討 ｢ 車 呈 8*ｲ
l l 鳴
0 0.5 1.0 1.5 2.0
時間(msec)
図2‑3‑5‑3 一棟磁場分布(Bz=lkG)の時､放電電流Ⅰ｡=3.9kA､ 5.9kA､ 8.OkA時
に測定したHeIIスペクトルの強度､流速､流れのエネルギー､イ オン温度､マッハ数の時間変化
0
5
0
(Vq) 煤押印虫
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
4 3 2 1 (.nte) 世悠(sJuq)朔煤 (>0)‑恥qr叶HQ)￡&'･ (^O)世朗八･FJ･
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
4 3 2 1 4 3 2 1 2
5000 4000 3000 2000 1 000 0
a = llkG](一様). Z = 64 lm】. 0.5 lms∝]付近
○壬
oO
くつ
.l.qlf ○○
=ギ妻〇至
llll
.#ioi
lllll
｡萱65至痛 llll
0
Qg萱垂○至g
llJl
0 2 4 6 8 10
放電電流Id (kA)
図2‑3‑5‑4 スペクトルの強度､流速､流れのエネルギー､イオン温度､
マッハ数の放電電流に対する依存性(放電開始後o･5msec時)
(' n. e) 嘩 無
(sJuq)朔棋 (^eT空音IQ)右瑞 (>0)世朗八七y
!M 癖く F･ i
0 0 0 0 0 4 3 2 1
0 0 0 0 0 0 4 3 2 1 2
8000 6000 4000 2000
0
Jd= 8 lkA]. B = 1lkG](一様). 0.5 lnsec]付近
さ
萱
l 鳴 lO
○
至 乘
t 鳴
○
至 澱
I 白
i 看
l 鳴
6 亦
6
J 鳴 l
0 50 100 150
Z (om)
図2‑3‑5‑5 スペクトルの強度､流速､流れのエネルギー､イオン温度､マッハ数 のZ位置に対する依存性(放電開始後0.5msec時､放電電流8kA)
(. n. e) 世潔
(sJuq)雅慣 (>e)‑叶qr叶HeLF慌 (>￠)地境八七>
!M 癖く '･ i
0 0 0 0 0 4 3 2 1
0 0 0 0 0 0
4 3 2 1 2
=8 lkA].a:1 lkG] (‑a)
●Z=64
□Z=104
2 3
時間(m$80)
図2‑3‑516 3つの異なったZ位置におけるHeI(,L1587.6nm)の強度及び
そのスペクトルから得られた流速､温度の時間変化
0
5
o
o
o
( 1 m 煤 相 即 超 4 0 0 2 0
(.n'e)世漁(sJLUq)類ZKJ･(^0)‑叶](輯He七宗 (^e)世朗小さ世甘 U三顧くL･卜
0 0 0 0 0 0
4 3 2 1 2
ld= 8 lkA]. Z = 64 [cm]. 0.5 [msec]付近
蔓至
○至
⊆
ll
○
萱○垂9
ll
○
萱0萱g
tl
至ec萱至
l1
至至萱至O ll
500 1 000
磁場強度(G)
(a)
(b)
(d)
(e)
図2‑315‑7 放電開始後0.5msec時におけるHcIIスペクトルの強度､流速､流れ
のエネルギー､イオン温度､マッハ数の磁場強度依存性
0
0
2 0 0 1 0 0
(. n' e) 世 懲
(sJ∈q)増煤 (^e)‑叶1(叶Ie右煤 (^e)世鵬八七y
!M 癖く F･ i
o 0 0 0 0
A
｢ 3 2 1
o o 0 0 0 0
4 3 2 1 2
0 1 2 3 4
時間(ms)
図2‑3‑6‑1 13chプローブアレイによって測定された径方向密度分布の時間変化 (発散型磁場分布(BM=lkG,B,=20G)､放電電流Id=3kA) ､
(カットオフ面は太線で表示)
n l i n バ ー
｣ [ 山 i H J
‑
‑
I
(∈U)×
5 0 5 0 5 0 5
1 2 3
時間(ms)
図2‑3‑6‑2 マイクロ波反射計によって測定された位相変化及びこれから求めた プラズマカットオフ面の時間変化
S O U
(A )尺 玉‑ 車舟
〃
N I S (A )a :召
‑車 舟〃
( ∈ U ) 州 南 睦
0 1 0 . 0 .
0 . 0 .
0
0
静電プローブの密度/密度揺動
および反射計の位相揺動の時間変化
0･0 0･5 1.0 1.5 2.0
時間(msec)
(a)イオン飽和電涜
''2''諸宗解離諾幣=‑･7e‑)
図2‑3‑6‑3 プラズマ周辺部(Ⅹ=‑17cm)において測定したイオン飽和電流と その揺動成分､発振周波数11GHzの反射計信号から得られた 位相変化の揺動成分
(N U･ JJ v) S! f (N tm JV )S ir ( Pg l)
"
0
l ･ O o ･ 5
0 0 1 0 0 .
o l J E . q t n
. o
●X 0 .
iH 欄u
0 tn
4
2静電プローブ信号および反射計信号の揺動スペクトル
t,=C･{‑/I j一‑亡埼
‑l■1‑ 刪黶｡ 鳴ﾒ
(a)
ー● 白
fi‑一
̲l帆｣
l■l● 冤‑ 綿
ーL^̲ー● 中" 耳爾 .▲ルヽk一一̲̲
■l●l● 冤● 免ﾂ
(C)
一一 lLl‑ 冲●
反射計信号
11GH2;､ 0モード
イオン飽和電沫
クロスパワー
スペクトル
0 20 40 60 80 100
周波数OtH2;)
図2‑3‑6‑4 プローブ信号と反射計信号のパワースペクトル及びクロススペクトル
0 5
●
●
1 0
' n ' V
0 5 10 15 ‑20
半径(cm)
図2‑3‑6‑5 異なる位置及びカットオフ周波数において測定した相互相関係数
0 5 10 15 20
半径(cm)
図2‑3‑6‑6異なる位置及びカットオフ周波数において測定した密度揺動強度 8
∠ U 4 2
( %
) o
u J
C u
V )
lV.研究論文
1 ･ A･Ando, K･Hattori, T･Suzuki, M･Yoshinuma, K･Ikeda, H･Kobayashi and M･Inutake
''Characteristics of仇e H汀OP(HIgh density Tohoku Plasma) Device f♭r Magneto‑Hydro‑
Dynamic Studies",
Proc. Int. Conf. on Plasma Physics, 2 (1996), 2014‑2017.
2. M.Ichimura, A.Kumagai, M.Nakamura, S.Tanaka, S.Furukawa, S.Kanazawa, E･Ishikawa, C･Satake, S･Takayama, H.Hojo, A.Mase, M.Inutakel and T.Tamano 'TSpontaneously excitedAlfven waves in the GAMMA 10 tandem mirror",
Proc. Int. Conf. on Plasma Physics, 1 (1996), 1318‑1321.
3.服部邦彦､安藤 晃､鈴木崇之､池田宏一､小林英樹､青沼幹郎､今井俊博､
今野秀敏､谷本英之､佐藤 健､犬竹正明
"高密度電磁流体実験装置(HITOP)の開発''
電気学会､プラズマ研究会資料､ EP‑96‑96, (1996).
4.大竹正明､安藤 晃､服部邦彦
"核融合の宇宙推進機への応用‑その課題と展望''
電気学会､原子力研究会資料､ NE19616, (1996).
5･ R･Katsumata, M･Ichimura, M･Inutake, H.Hojo, A.Maseand T.Tamano '.Eigenmode excitation ofAlfven Ion Cyclotron Instability",
Physics of Plasmas, 3 (1996), 4489‑4495.
6･ K･Hattori, A･Ando, M･Yoshinuma, T･Suzuki, K･Ikeda, H･Kikuya, T･Imai, H･Imano, H.Tanimoto, K.Sato and M.Inutake
■'Characteristics of the MPD Plasma on the HITOP (mghdensity Tohoku Plasma) Device…,
Proc･ 9thSymp. on Electromagnetics and Dynamics, 1 (1997), 653‑656.
7･ M･Inutake, A･Ando, K.Hattori, K.Ikeda, H.Kobayashi, T.Suzuki, M.Yoshinuma, and H.Kikuya,
HFlow Characteristics in the HrrOP(High‑density Tohoku Plasma) Device for MHD Studies",
Proc･ of IPELS ‑97(Intemational Workshop on Plasma Experiments in Laboratoryand Space) (Maui, 1 997).
8. M.Nakamura, M.Ichimura, S.Tanaka, S.Kanazawa, E.Ishikawa, C.Satake,
S･Takayama, S･Motegi, A.Kumagai, H.Hqjo, Y.Nakashima, Y.Kiwamoto, T.Saito, Y.Tatematsu, T.Tamano and K.Yatsu
.'Excitation of the Alfven Ion Cyclotron Mode Solely by an Ion Pressure Distribution･T, Jpn･ J･ Appl. Phys. 37 Part 1, No.1 (1998)342‑343.
9･ A･Kumagai, M･Ichimura, M･Nakamura, S･Tanaka, S･Kanazawa, S･Takayama, E･Ishikawa, C･Satake, MJnutake, H.Hqjo, T.Tamano and K.Yatsu
''Axial Structure of Alfven Ion Cyclotron Mode inthe GAMMA 10 Tandem Mirror7., Jpn. J. Appl. Phys., 36 Part 1, (1997) 6978‑6980.