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山崎 匠*; 平井 孝昌*; 八木 貴志*; 山下 雄一郎*; 内田 健一*; 関 剛斎*; 高梨 弘毅
Physical Review Applied (Internet), 21(2), p.024039_1 - 024039_11, 2024/02
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Physics, Applied)This study presents a measurement method for determining the figure of merit for transverse thermoelectric conversion in thin-film forms. Leveraging the proposed methodology, we comprehensively investigate the transverse thermoelectric coefficient, in-plane electrical conductivity, and out-of-plane thermal conductivity in epitaxial and polycrystalline Fe/Pt metallic multilayers.
Np and 
Am gamma ray regions福田 竜生; 小畠 雅明; 菖蒲 敬久; 吉井 賢資; 神谷 潤一郎; 岩元 洋介; 牧野 高紘*; 山崎 雄一*; 大島 武*; 白井 康裕*; et al.
Journal of Applied Physics, 132(24), p.245102_1 - 245102_8, 2022/12
被引用回数：1 パーセンタイル：15.88(Physics, Applied)Ni/SiCショットキー接合による放射線から電気エネルギーへの変換を、特にAm (30keV)及びAm (60keV)の
線に着目して調べた。変換効率は吸収量ベースで最大1.6%であった。SiCは比較的放射線耐性があることから、これは放射性廃棄物からの線エネルギーの再生に利用できる可能性を示している。また、高X線光電子分光(HAXPES)及び二次イオン質量分析法(SIMS)を組み合わせることで、接合界面にNi-Si化合物が生成されると効率が低下することも分かった。これは電気測定に加えてHAXPES及びSIMSの2つの手法を組み合わせて判明したことであり、今後のデバイス作成プロセスへのフィードバックが期待できる結果である。
江里 幸一郎; 鈴木 哲; 関 洋治; 毛利 憲介; 横山 堅二; Escourbiac, F.*; 平井 武志*; Kuznetsov, V.*
Fusion Engineering and Design, 98-99, p.1281 - 1284, 2015/10
被引用回数：40 パーセンタイル：96.09(Nuclear Science & Technology)原子力機構において、現在進められているフル・タングステンITER用垂直ターゲット、特に20MW/m
の繰り返し高熱負荷に耐える必要があるプラズマ対向機器の開発を進め、フル・タングステンITERダイバータに十分な接合技術の健全性を実証することに成功した。接合技術の開発において、Wモノブロックとその支持構造体への取り付け支持脚の接合部の引張荷重試験を実施し、ITERダイバータの要求値の3倍以上である20kNの荷重に耐えることを確認した。また、6体の小型試験体を製作し、Wタイル接合部および冷却管の耐久性を確認するため、10および20MW/mにおける繰り返し熱負荷条件で試験を行った結果、全ての試験体がWタイルの剥離や冷却管からの水漏れを生ずることなく10MW/m・5000サイクルおよび20MW/m・1000サイクルに耐えた。この20MW/mのサイクル数はITERダイバータへの要求値の3倍以上である。
関 洋治; 江里 幸一郎; 鈴木 哲; 横山 堅二; 毛利 憲介; 平井 武志*; Escourbiac, F.*; Kuznetsov, V.*
Proceedings of 25th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2014) (CD-ROM), 8 Pages, 2014/10
Through R&D for a plasma facing unit (PFU) of a full-tungsten (W) ITER divertor, Japan Atomic Energy Agency (JAEA) succeeded in demonstrating the durability of the W divertor which endured a repetitive heat load of 
MW/m without macroscopic cracks. At the beginning of this activity, the bonding technology of armor to heat sink was one of the most important key issues in a manufacturing process. JAEA improved the bonding process of the W divertor mock-ups. At first the bonding between the W armor and the copper interlayer (Cu) is performed by using several technologies, such as "Direct casting " or "Diffusion bonding" or "HIP bonding". Then the brazing between the Cu and the cooling pipe is done. Then the rejection rate due to those bonding processes has been significantly been reduced. As a performance test for the bonding and a heat removal capability, the high heat flux (HHF) testing was carried out for 6 small-scale mock-ups for the R&D of the full-W ITER divertor. Moreover, a W part of 4 full-scale prototype PFUs were also tested. In the tests, all of the W monoblocks endured the repetitive heat load of 
MW/m 
cycles and MW/m 
cycles without the macroscopic crack, which strongly encourages the realization of the full-W divertor target from the start of the operation in ITER. This paper presents the latest R&D activities on the full-W ITER divertor in JAEA.
西内 満美子; 榊 泰直; 堀 利彦; Bolton, P.; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 余語 覚文; 森 道昭; 織茂 聡; Pirozhkov, A. S.; et al.
Physical Review Special Topics; Accelerators and Beams, 13(7), p.071304_1 - 071304_7, 2010/07
被引用回数：25 パーセンタイル：79.33(Physics, Nuclear)1.9MeVレーザー駆動陽子線のビームライン中に伝送した。ビームラインは、PMQ, RF cavity,monochrometerからなり、伝送の様子をPARMILAのシミュレーションによって再現した。このような試みは世界初のことである。ビームラインの最終端において、6nsのバンチ幅を道、5%のエネルギースプレッドを持つビームが10%の効率で検出された。この様子はPARMILAにより再現でき、PARMILAコードがレーザー駆動陽子線のビームラインの構築に使用できることを証明した。
西内 満美子; 榊 泰直; 堀 利彦; Bolton, P.; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 余語 覚文; 森 道昭; 織茂 聡; Pirozhkov, A. S.; et al.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.88 - 90, 2010/05
レーザー駆動陽子線の研究の発展により、加速器の小型化が期待されるようになってきている。ここでは、日本原子力研究開発機構、関西光科学研究所内のPMRCセンターにおけるレーザー駆動陽子線加速器開発の現状について述べる。われわれは、医療用のレーザー駆動陽子線加速器開発の一環として、レーザー駆動陽子線のトランスポートラインを構築し、伝送実験を行った。
小嵐 淳; 安藤 麻里子; 石塚 成宏*; 三浦 覚*; 齋藤 武史*; 平井 敬三*
Global Change Biology, 15(3), p.631 - 642, 2009/03
被引用回数：44 パーセンタイル：75.34(Biodiversity Conservation)土壌には大気中に存在している炭素の約2倍に相当する炭素が有機物として貯留していると推定されている。そのため、土壌有機炭素貯留量がわずかに変化するだけで、大気中のCO
濃度や地球規模での炭素循環に重大な影響を及ぼす可能性がある。将来の気候変化に対する土壌有機炭素の応答の規模やタイミングを正確に予測するためには、土壌有機炭素の微生物分解に対する不均質性の定量的理解が不可欠である。本研究では、化学的に分画した土壌有機物に対して加速器質量分析装置を用いて放射性炭素同位体比を測定することによって、化学的に安定性の異なる土壌有機炭素画分ごとにその滞留時間を推定した。その結果、土壌を数年から1000年以上に渡る6つの異なる分解性を持つ炭素プールの複合体として特徴づけることができ、今後100年間に温暖化によって数十年から200年程度の比較的長い滞留時間を持つ炭素プールからの炭素消失が加速する可能性を示した。
Cをトレーサーとして利用した森林中炭素挙動研究安藤 麻里子; 小嵐 淳; 石塚 成宏*; 齋藤 武史*; 平井 敬三*
JAEA-Conf 2008-003, p.75 - 78, 2008/04
森林土壌は陸域における炭素の巨大な貯蔵庫であり、地球温暖化ガスであるCOの循環において極めて重要であるため、その炭素貯留機能を正確に評価することが求められている。本研究では、土壌に植物の枯死体(リター)として添加される炭素中のCが大気中核実験の影響で1950年代以降大きく変動したことを利用して、土壌深度ごとの有機物の滞留時間及びCO放出速度を評価した。また、土壌有機物やリター分解により放出されるCO中C濃度と植物の根呼吸起源のCO中C濃度が異なることを利用して、地表面からのCO発生源の季節変動を評価した。結果として、リター及び深さ20cmまでの土壌のうち炭素貯留量が6.3%であるリターからのCO放出速度が全体の60%を占めること,土壌表面からのCO放出起源は6月にリターや根呼吸の寄与が大きく、地温の上昇する8月に表層の土壌有機物の寄与が大きくなるという明確な季節変動を示すことが明らかになった。
小嵐 淳; 安藤 麻里子; 石塚 成宏*; 齋藤 武史*; 平井 敬三*; 三浦 覚*
Proceedings of International Symposium on Application of a Closed Experimental System to Modeling of C Transfer in the Environment, p.72 - 76, 2008/00
土壌には大気中に存在している炭素の約2倍に相当する炭素が有機物として貯留していると推定されている。そのため、土壌有機炭素貯留量の微小な変化でさえ、大気中CO濃度に重大な影響を及ぼす可能性がある。近年の議論では、土壌有機炭素の分解に対する不均質性のより詳細な理解が、気候変化に対する土壌有機炭素の分解応答の程度やタイミングの将来予測の鍵を握っているとされている。本研究では、安比ブナ林において土壌を採取し、土壌有機物の化学的分画を行い、加速器質量分析計を用いて各有機物画分の放射性炭素同位体比の測定を行った。得られた同位体比に基づいて土壌炭素の滞留時間及び土壌有機物の分解速度の推定を行った。その結果、安比ブナ林の土壌は、数年から1000年以上に渡る6つの異なる滞留時間を持つ炭素プールの複合体として特徴づけることができ、従属栄養生物による全炭素放出のうち約半分が、炭素貯留量がわずか6.1%であるが最も滞留時間の短い表層リター層から生じていることが示された。さらに、約3分の2の土壌有機炭素が数百年の滞留時間を有していることや、約5%の炭素は炭素循環から隔離された状態で保持されていることが明らかになった。
野田 章*; 中村 衆*; 岩下 芳久*; 白井 敏之*; 頓宮 拓*; 想田 光*; 大道 博行; 森 道昭; 加道 雅孝; 匂坂 明人; et al.
International Journal of Modern Physics B, 21(3&4), p.319 - 330, 2007/02
レーザーイオン源は癌治療用の加速器になる可能性を持つ。今回、レーザーの光学調整,プレパルス調整,ターゲット調整,レーザーパルス幅などを行い、レーザー駆動プロトン加速のスペクトルTOF測定をプラスチックシンチレーターを使って行った。プロトンの最大エネルギーは900keV(チタンターゲット3マイクロメートル厚)と600keV(チタンターゲット3マイクロメートル厚)であった。また、生成されたレーザー駆動プロトンのスオエクトルはマクスウェルボルツマン分布をしており、これにFR電場(レーザーとシンクロナイズされた)をかけることによって最初の位相回転に成功した。
平井 武志*; 江里 幸一郎; Majerus, P.*
Materials Transactions, 46(3), p.412 - 424, 2005/03
被引用回数：111 パーセンタイル：90.2(Materials Science, Multidisciplinary)国際核融合実験炉ITERの設計ではベリリウム,炭素繊維強化複合材料(CFC),タングステンがプラズマ対向材料として選択されている。プラズマ対向材料は高熱負荷に曝されるため、その熱負荷に耐えるプラズマ対向機器の開発が不可欠である。通常運転時の定常熱負荷はダイバータ部で20MW/m、第一壁部で0.5MW/mと評価されている。この定常熱負荷試験のために、電子ビーム,粒子ビーム,赤外線ヒーターでの試験及びインパイル試験が行われてきた。その他、非定常なイベントで、高密度で短いパルスのさらに過酷な熱負荷,プラズマディスラプション,プラズマの垂直位置変位(VDE)、そしてELMがプラズマ対向材料に大きな熱流束をもたらす。この模擬実験として電子ビーム(短パルス),プラズマガンそして高出力レーザー装置での実験が行われてきた。ここでは現在選択されているITERのプラズマ対向機器について述べるとともに、これらの装置の特徴と最近の実験結果について纏めたものを報告する。
坂本 宜照; 鈴木 隆博; 井手 俊介; 小出 芳彦; 竹永 秀信; 鎌田 裕; 藤田 隆明; 福田 武司; 滝塚 知典; 白井 浩; et al.
Nuclear Fusion, 44(8), p.876 - 882, 2004/08
被引用回数：34 パーセンタイル：71.92(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおいてイオン熱拡散係数の径電場シアに対する応答を調べ、以下の結果を見いだした。(1)正磁気シアプラズマでは、コア部のイオン熱拡散係数は加熱パワーに対してLモード,弱いITB,強いITBへと変化することを示す。しかしながら負磁気シアプラズマでは、加熱パワー増大に伴うイオン熱拡散係数の上昇は観測されない。(2)正磁気シア及び負磁気シアプラズマの弱いITBにおけるイオン熱拡散係数は径電場シアの増大に伴い緩やかに低減する。弱いITBから強いITBへの変化において実効的な径電場シアの閾値が存在する。(3)負磁気シアプラズマにおける実効的な径電場シアの閾値は正磁気シアプラズマよりも小さい。
松門 宏治*; Esirkepov, T. Z.; 木下 健一*; 大道 博行; 内海 隆行*; Li, Z.*; 福見 敦*; 林 由紀雄; 織茂 聡; 西内 満美子; et al.
Physical Review Letters, 91(21), p.215001_1 - 215001_4, 2003/11
被引用回数：136 パーセンタイル：95.24(Physics, Multidisciplinary)東京大学原子力工学研究施設の超短パルスレーザーを用いたイオン発生実験を行った。レーザーパラメーターは、波長800nm,パルス長50fs,ピーク強度610
W/cmでコントラストは10
程度,ターゲットは厚さ5
mのタンタル箔を用いた。その結果、1MeVのプロトンと2MeVの電子の発生を確認した。この実験結果を解釈するために、ターゲットがプリパルスによって完全にプラズマ化した状態でメインパルスと相互作用をする低密度プラズマスラブを用いた新しいイオン加速機構を導入し、さらにそれに基づくシミュレーションを行った。実験結果とシミュレーション結果は良好な一致を示した。また、新しい加速機構が有する独自のレーザー強度に対するスケーリング側に基づいて、実用的なレーザープラズマイオン源の可能性が示される。
Mikkelsen, D. R.*; 白井 浩; 浦野 創*; 滝塚 知典; 鎌田 裕; 波多江 仰紀; 小出 芳彦; 朝倉 伸幸; 藤田 隆明; 福田 武司*; et al.
Nuclear Fusion, 43(1), p.30 - 39, 2003/01
被引用回数：29 パーセンタイル：63.92(Physics, Fluids & Plasmas)熱輸送の「硬直性」(中心温度と周辺温度の関連性の強さ)が、一連の厳選したJT-60UのELMy Hモードプラズマによって研究され、測定された温度が幾つかの輸送モデルの予測値と比較された。ペデスタル温度一定での加熱パワースキャン,加熱パワー一定でのペデスタル温度スキャン,中心加熱・周辺加熱での比較を行った。輸送モデルを用いた温度分布の予測計算と実験データとの比較を行った結果、RLWB(Rebut-Lallia-Watkins-Boucher)モデル及びIFS/PPPLモデルの計算値は
0.3
より外側の領域において実験値と一致したが、MM(Multimode)モデルの計算値はプラズマ中心において実験値よりかなり高くなった。
鎌田 裕; 藤田 隆明; 石田 真一; 菊池 満; 井手 俊介; 滝塚 知典; 白井 浩; 小出 芳彦; 福田 武司; 細金 延幸; et al.
Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.185 - 254, 2002/09
被引用回数：34 パーセンタイル：48.48(Nuclear Science & Technology)JT-60及びJT-60Uは、ITER及び定常トカマク炉実現へ向けた物理基盤を構築することを目的として、炉心級プラズマにおける高総合性能の実証とその維持を目指した運転概念の最適化を行って来た。等価核融合エネルギー増倍率(=1.25)や核融合積(=1.5E21 m-3skeV)の達成に加えて、高い総合性能(高閉じ込め&高ベータ&高自発電流割合&完全非誘導電流駆動)を実証した。これらは、内部及び周辺部に輸送障壁を持つ高ポロイダルベータHモード及び負磁気シアモードで得られた。最適化の鍵は分布及び形状制御である。多様な内部輸送障壁の発見に代表されるように、JT-60/JT-60U研究はプラズマ諸量の空間分布の自由度と制限を強調して来た。各閉じ込めモードの閉じ込め研究に加えて、輸送及び安定性等によって支配されるコア部及び周辺ペデスタル部のパラメータ相関を明らかにした。これらの研究により、高閉じ込めモードのITERへの適合性を実証するとともに残された研究課題を明らかにした。
坂本 宜照; 鈴木 隆博; 井手 俊介; 小出 芳彦; 竹永 秀信; 鎌田 裕; 藤田 隆明; 滝塚 知典; 白井 浩; 福田 武司
プラズマ・核融合学会誌, 78(9), p.941 - 948, 2002/09
内部輸送障壁(ITB)を伴う閉じ込め改善プラズマは、先進トカマク運転に適しているだけでなく、異常輸送を引き起こす原因を解く鍵となる。一般にITBの形成において加熱閾パワーが存在すると考えられている。本研究の目的は、ITB形成においてもL/H遷移のように明確な閾パワーが存在するか、あるいはITB形成による輸送の応答は連続的なのかを調べることである。そこで輸送特性の加熱パワー依存性を調べた。その結果、3MW以上の加熱パワーでパラボラ型のITBを形成し、イオンの熱拡散係数は加熱パワーに対して連続的に減少することが明らかになった。また8MWの加熱パワーでは、パラボラ型からボックス型のITBへ遷移し、この時のイオンの熱拡散係数の応答は不連続的であることが明らかになった。
井手 俊介; 鈴木 隆博; 坂本 宜照; 竹永 秀信; 小出 芳彦; 藤田 隆明; 福田 武司; 鎌田 裕; 白井 浩; 滝塚 知典
Plasma Physics and Controlled Fusion, 44(5A), p.A137 - A142, 2002/05
被引用回数：18 パーセンタイル：50.76(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおいて、閉込め改善プラズマへの電子加熱の影響を調べる実験を行った。JT-60Uも含めて、これまで多くの中・大型トカマクで見られた閉込め改善モードは、100keV程度のビーム加速電圧のNBI加熱を用いており、入射パワーは主にまずイオンに吸収される。これに対して、核融合炉心プラズマでは
粒子による電子加熱が主体となり、このような状況での閉込め改善モードの振る舞いを調べることは重要である。実験では典型的な閉込め改善プラズマである負磁気シア放電を高
プラズマをターゲットとし、ECHとビーム加速電圧~350keVの負イオン源を用いたNBI(N-NBI)により電子加熱パワーを増大させた。いずれのプラズマにおいても、電子加熱パワーを増やすことにより中新領域での電子温度とイオン温度の比は1を越え、この領域においても良好な閉込め改善度(H
2.4)を得ることが出来た。しかしながら高プラズマにおいて、電子加熱時にイオン温度の閉込めが減少するのが観測された。発表では、電子加熱時の熱輸送係数の空間的な変化や加熱パワー電子・イオン温度の比等との関連について報告する。
滝塚 知典; 坂本 宜照; 福田 武司; 藤田 隆明; 鎌田 裕; 鈴木 隆博; 井手 俊介; 白井 浩
Plasma Physics and Controlled Fusion, 44(5A), p.A423 - A428, 2002/05
被引用回数：13 パーセンタイル：40.58(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60U中の内部輸送障壁(ITB)のある負磁気シアプラズマでは、ELMy Hモード閉じ込め比例則に較べより高い閉じ込め性能が得られている。箱型のITBを持つプラズマの閉じ込めエネルギーは、プラズマ電流に強く依存して増加するが加熱パワーにはほとんど依存しない。閉じ込めは、ITB近傍の熱束でなくプラズマの状態で決まると仮定して、JT-60Uの実験データを解析した結果、ITBより内側の領域に閉じ込められるエネルギーは、W
=C
V(B
/
)となっていることを見いだした。ここで、Cは1程度の定数,
はITB足部の逆アスペクト比,VはITBに囲まれたプラズマ体積,B
はITB足部のポロイダル磁場である。この比例則から、ポロイダルベータ値との積が1程度に制限されていることがわかる。この結果は、閉じ込めがブートストラップ電流が重要な役割を果たしているプラズマの平衡条件に支配されていることを示唆する。
浦野 創*; 鎌田 裕; 白井 浩; 滝塚 知典; 久保 博孝; 竹永 秀信; 三浦 幸俊; 波多江 仰紀; 福田 武司
Plasma Physics and Controlled Fusion, 44(5A), p.A437 - A443, 2002/05
被引用回数：18 パーセンタイル：50.76(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおける高三角度及びAr入射のELMyHモードの高ペデスタル温度到達の機構及びコアプラズマの熱輸送を解析した。高三角度では、境界温度は高パワー加熱による
の増加とともに上昇し、コア部の温度分布形状は保存され、ペデスタル温度に依存しないことを明らかにした。一方、Ar入射放電では、中心がピークした密度分布が得られ、重水素放電と比べると、相対的にペデスタル密度が減少することから、ペデスタル温度は上昇した。さらに、温度勾配特性長は保存され、コアの温度も上昇した。また、同じNBIパワーで重水素放電と比較すると、放射損失流の増加により、熱伝導流束は減少することから、熱拡散係数が減少することを明らかにした。
浦野 創; 鎌田 裕; 白井 浩; 滝塚 知典; 井手 俊介; 藤田 隆明; 福田 武司
Nuclear Fusion, 42(1), p.76 - 85, 2002/01
被引用回数：33 パーセンタイル：69.79(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60UのELMyHモードプラズマをコア部及びペデスタル部に分離することによって、密度の増加による熱エネルギー閉じ込め性能低下の要因を解析した。高密度領域では、密度の増加に伴って、プラズマの熱エネルギーは増加しない。ペデスタル部の熱エネルギーは、タイプIのELMの制約によって、密度に対してほぼ一定に保たれるが、コア部の熱エネルギーもほぼ一定で変化しない。オフセット非線形スケーリング則に基づく閉じ込め改善度を評価したところ、MHD不安定性で決まるペデスタル部に比べて、ジャイロボーム的輸送で支配されるコア部の性能低下が著しいことがわかった。高密度領域では、ペデスタル肩の温度の低下に伴って、コア部の実効的熱拡散係数が増加する傾向が見られた。ELMによって制約されるペデスタル構造は、コア部の熱輸送を決定する境界条件として重要な役割を果たす。
