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論文

Characterization of JT-60U exhaust gas during experimental operation

磯部兼嗣; 中村博文; 神永敦嗣; 都筑和泰; 東島智; 西正孝; 小林靖典*; 小西哲之*

Fusion Engineering and Design, 81(1-7), p.827 - 832, 2006/02

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2005.09.039

被引用回数：11 パーセンタイル：60.11(Nuclear Science & Technology)

トカマク試験装置の排ガス組成を知ることは、今後の核融合装置の燃料循環処理系の最適化設計を検討していくうえで非常に重要である。今回、2003年から2004年にかけて実施されたJT-60U試験運転時の排ガス組成を測定し、プラズマ放電内容との相関を調査した。排ガス中における水素同位体の濃度は、放電ごとにピーク値を持ち、高性能プラズマや長時間運転で高い値を示す傾向が見られた。一方、ヘリウムや炭化水素などの不純物成分は、ディスラプション時やグロー放電,テイラー放電といった壁調整放電時に高い濃度で検出された。また、通常のプラズマ放電においても、水素同位体と同様に高性能プラズマや長時間運転で高い濃度を示す傾向が見られ、最大で8%の炭化水素濃度が測定された。

論文

International symposium on advanced nuclear energy research; Near-future chemistry in nuclear energy field

大槻勤*; 末木啓介*; 浜島靖典*; 初川雄一*; 塚田和明*; 小林貴之*; 中原弘道*; 永目諭一郎; 篠原伸夫

Int. Symp. on Advanced Nuclear Energy Research; Near-Future Chemistry in Nuclear Energy Field, p.189 - 193, 1989/00

アクチニド同位体の陽子誘起核分裂の質量分割を、分裂核の励起エネルギー及び質量数の関数として調べた。分裂核の質量が大きくなるにつれて対称質量分割の割合が小さくなることがわかった。また対称質量分割と非対称質量分割は異なるしきい値を示し、励起エネルギー依存性も、それぞれで異なる傾向を示した。これらしきい値の差は、分裂核の質量数と共に増大していく傾向が見られた。実験から得られて対称及び非対称質量分割の核分裂障壁と分裂核との関係は理論値の傾向とよく一致した。

口頭

JT-60Uにおけるプラズマ壁相互作用とプラズマ対向壁への水素蓄積,3; JT-60U排ガス分析と酸素挙動

小西哲之*; 小林靖典*; 磯部兼嗣; 神永敦嗣; 中村博文; 都筑和泰; 東島智

no journal, ,

ITERで特に問題となる共堆積層中の炭素化合トリチウム除去手法として、酸素含有ガスの使用が期待されている。しかし、その効果は未知であり、一方、トカマク放電への悪影響も懸念される。そこで、酸素含有ガスによるトカマクの放電洗浄の効果と酸素の挙動を調べる実験を行った。JT-60のトカマク運転後、O $_{2}$ を1000ppm含むHeを導入し、20分間のGDC後、再びHe-GDCを行った。排気ガスの化学組成を四重極質量分析計(QMS)、マイクロガスクロマトグラフで、トリチウムを電離箱及びバブラを用いて分析した。真空容器へ酸素を導入しても、酸素分圧は上昇しなかった。He-O $_{2}$ -GDCを開始すると、メタン,エチレン・アセチレンなどがHeのみのGDCより多く検出された。その後のHe-GDCにおいて、継続的なCO $_{2}$ の排出が見られたが、翌日のトカマク放電には悪影響は見られなかった。酸素放電による炭素排出の促進の可能性が示唆される。また酸素が壁と相互作用しつつ、炭素や水素と異なるメカニズムと時定数で排出される機構が考えられる。酸素グロー放電が共堆積層の除去に有効であるかはまだ断定できないが、トカマク放電への悪影響を避けつつ利用できる可能性が示された。

口頭

JT-60U真空容器排ガス分析と酸素挙動

小林靖典*; 磯部兼嗣; 神永敦嗣; 中村博文; 都筑和泰; 東島智; 小西哲之*

no journal, ,

JT-60Uで実施された酸素含有ガスによるグロー放電時の排出ガスを分析するとともに、小規模なテストスタンドでの模擬実験を行い、両者を比較検討した。JT-60UのHe-O $_{2}$ グロー放電洗浄ではメタンの排出が促進され、遅れてCO $_{2}$ が排出された。これは、壁面から放出された炭素や水素が酸素と化合した後にそれらが反応してメタンを排出して、酸素は何度も再利用され触媒のように働いていると考えられる。また、大気開放直後の酸素が多い時期に実施したHeグロー放電洗浄ではC $_{2}$ H $_{2}$ , C $_{2}$ H $_{4}$ の排出が支配的であったが、これは壁面に吸着した酸素が影響していると考えられる。これらの挙動を理解するため、テストスタンドによる詳細な分析を実施し、下記のような初期結果を得た。(1)炭素電極への酸素の吸着が確認された。(2)He-O $_{2}$ グロー放電,Heグロー放電においてCO, CO $_{2}$ の排出が見られた。(3)酸素吸着量の違いによるCO, CO $_{2}$ の発生量には有意な差が見られなかった。(4)CO, CO $_{2}$ の発生量はグロー電流に比例するが、酸素濃度(1%10%)にあまり影響を受けなかった。(2), (3)はJT-60Uで得られた結果とは異なる。その原因の一つとして、JT-60Uのトカマク運転中に照射される水素同位体の影響が考えられるので、今後は水素放電を行った後に酸素グロー放電を行いJT-60Uでの実験をさらに模擬して酸素挙動の分析を進める。