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大平 征史*; 片島 拓弥*; 内藤 瑞*; 青木 大輔*; 吉川 祐介*; 岩瀬 裕希*; 高田 慎一; 宮田 完二郎*; Chung, U.-I.*; 酒井 崇匡*; et al.
Advanced Materials, 34(13), p.2108818_1 - 2108818_9, 2022/01
被引用回数：13 パーセンタイル：89.15(Chemistry, Multidisciplinary)DNA duplexes are ideal crosslinkers for building such gels because of their excellent sequence addressability and flexible tunability in bond energy. However, the mechanical responses of most DNA gels are complicated and unpredictable. The melting curve analysis of the DNA gels reveals the good correspondence between the thermodynamic potentials of the DNA crosslinkers and the presimulated values by DNA calculators. Stress-relaxation tests and dissociation kinetics measurements show that the macroscopic relaxation time of the DNA gels is approximately equal to the lifetime of the DNA crosslinkers over 4 orders of magnitude from 0.1-2000 s. Furthermore, a series of durability tests find the DNA gels are hysteresis-less and self-healable after the applications of repeated temperature and mechanical stimuli.
木村 晴行; 犬竹 正明*; 菊池 満; 小川 雄一*; 鎌田 裕; 小関 隆久; 内藤 磨; 高瀬 雄一*; 井手 俊介; 長崎 百伸*; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 83(1), p.81 - 93, 2007/01
JT-60公募型研究協力(以下、共同研究)は平成11年度から開始され、特に、平成15年1月にJT-60がトカマク国内共同研究の中核装置に位置づけられて以来、共同企画・共同研究の運営体制の構築とともに、研究課題数,研究協力者数が顕著に増加した。共同研究の成果の発表件数はJT-60全体の20-30%を占める。ブートストラップ電流による中心ソレノイド無し運転,電子サイクロトロン波によるMHD不安定性制御,プラズマ・壁相互作用,先進レーザー技術のプラズマ計測への応用,トカマクとヘリカルの比較研究などに、顕著な成果が上がっている。これらJT-60共同研究の全体像につき解説する。
菊池 満; 鈴木 隆博; 坂本 宜照; 藤田 隆明; 内藤 磨; JT-60チーム
Europhysics Conference Abstracts (CD-ROM), 29C, 4 Pages, 2005/00
トカマクの磁場方向輸送は新古典理論の予測に従っているという結果が1995年頃までに確立された(菊池,安積、PPCFレビュー)が、実験的には、巨視的なパラメータ比較によっていた。その後のプラズマ計測技術の発展により、局所的な電流分布が計測可能となり、電気伝導度や自発電流の局所値を実測できるようになった。本論文では、JT-60で開発した電流分布比較解析手法とそれを用いた電気伝導度,自発電流の比較評価について報告する。
牛草 健吉; 井手 俊介; 及川 聡洋; 鈴木 隆博; 鎌田 裕; 藤田 隆明; 池田 佳隆; 内藤 磨; 松岡 守*; 近藤 貴; et al.
Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.255 - 277, 2002/09
被引用回数：10 パーセンタイル：15.15(Nuclear Science & Technology)JT-60における非誘導電流駆動及び高性能定常運転に関する研究成果をまとめた。低域混成波電流駆動(LHCD)により3.5MAの大電流駆動,3.6
1019m-2A/Wの高効率電流駆動,自在な電流分布制御性を実証した。近接条件,高速電子挙動等の基礎研究によりLHCD物理の解明に貢献した。負イオン源中性粒子ビーム電流駆動(N-NBCD)実験により、中性粒子ビーム電流駆動に関する研究を著しく進展させた。駆動効率1.51019m-2A/Wを達成し、1MAの電流駆動に成功した。弱磁場励起Oモード電子サイクロトロン波による局所電流駆動を実証し、駆動効率0.51019m-2A/W,0.2MAの電流駆動を達成するとともに、新古典テアリング不安定性の抑制に成功した。これらの成果に基づき、高
pHモード及び負磁気シアプラズマという2つの高性能定常運転方式を開発した。これらの運転方式は、高い閉じ込め性能を有するほぼ定常状態の電流分布を完全電流駆動の状態で持続できるものである。高い規格化密度や高い核融合積を有する完全電流駆動高性能定常運転方式で達成した。
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。
安藤 俊就; 加藤 崇; 牛草 健吉; 西尾 敏; 栗原 良一; 青木 功; 濱田 一弥; 辻 博史; 長谷川 満*; 内藤 秀次*
Fusion Engineering and Design, 58-59, p.13 - 16, 2001/11
被引用回数：10 パーセンタイル：58.96(Nuclear Science & Technology)核融合動力炉A-SSTR2のトロイダル・コイルを高温超伝導導体を用いて設計した。その設計思想,具体的設計例,今後の高温超伝導導体の開発ターゲットについて紹介する。
白井 浩; 菊池 満; 滝塚 知典; 藤田 隆明; 小出 芳彦; 坂本 宜照; 内藤 磨; 波多江 仰紀; 諫山 明彦; 鎌田 裕; et al.
Plasma Physics and Controlled Fusion, 42(suppl.5A), p.A109 - A115, 2000/05
被引用回数：28 パーセンタイル：64.2(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uの負磁気シアプラズマでは、密度・温度勾配が非常に大きい内部輸送障壁層(ITB層)において非常に強い径電場シアが形成され、ブラズマ中心領域の閉じ込め性能が改善される。径電場は、プラズマ回転・圧力分布・磁場配位によって決定されるので、本研究ではITB層が形成された後、接線NBIの入射方向(順方向・逆方向)及び入射位置(プラズマ中心部・プラズマ周辺部)を変えてプラズマ回転分布に変化を与え、ITB層及びプラズマ中心部の閉じ込め性能に対する影響を解析した。同じ入射パワーでも、接線NBIによりITB層近傍のプラズマ回転が大きく変化した場合には、ITB層における径電場シアが弱くなり、プラズマ中心領域の閉じ込め性能が劣化することを明らかにした。ただしプラズマ中心領域への加熱パワーの増加により、プラズマ回転分布変化に伴う中心領域の閉じ込め性能劣化を回避できることも明らかにした。
shearing in improved confinement regimes in JT-60U白井 浩; 菊池 満; 滝塚 知典; 藤田 隆明; 小出 芳彦; Rewoldt, G.*; Mikkelsen, D. R.*; Budny, R.*; Tang, W. M.*; 岸本 泰明; et al.
Fusion Energy 1998, 2, p.405 - 412, 1999/00
JT-60Uの中心閉じ込め改善プラズマにおける巨視的閉じ込め特性及び局所輸送特性を径電場シア形成の観点から研究した。JT-60の内部輸送障壁(ITB)は、その圧力分布から大きく「パラボラ型ITB」と「箱形ITB」に分類することができる。パラボラ型ITBでは、プラズマ中心領域全体で熱輸送係数は軽減されるが、径電場シアは弱い。一方、箱型ITBでは薄い内部輸送障壁層において非常に強い径電場シアが形成され、熱拡散係数は新古典拡散程度まで減少する。内部輸送障壁層において径電場シアにより生じるEBフローシアの強さは、微視的不安定性の成長を十分抑制しうる。Lモード閉じ込めとHモード閉じ込めが繰り返し起こる高イオンモードプラズマにおいて、熱輸送係数が径電場シアに依存し、強い径電場シアにより熱輸送係数が軽減されることを明らかにした。
白井 浩; 菊池 満; 滝塚 知典; 藤田 隆明; 小出 芳彦; Rewoldt, G.*; Mikkelsen, D. R.*; Budny, R.*; Tang, W. M.*; 岸本 泰明; et al.
Nuclear Fusion, 39(11Y), p.1713 - 1722, 1999/00
被引用回数：68 パーセンタイル：87.25(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uの中心閉じ込め改善プラズマにおける巨視的閉じ込め特性及び局所輸送特性を径電場シア形成の観点から研究した。JT-60Uの内部輸送障壁(ITB)は、その圧力分布から大きく「パラボラ型ITB」と「箱型ITB」に分類することができる。パラボラ型ITBでは、プラズマ中心領域全体で熱拡散係数は減少するが、径電場シアは弱い。一方、箱形ITBでは薄い内部輸送障壁層において非常に強い径電場シアが形成され、熱拡散係数は新古典拡散程度まで減少する。内部輸送障壁層において径電場シアにより生じるEBフローシアの強さは、微視的不安定性の成長を十分抑制しうる。Lモード閉じ込めとHモード閉じ込めが繰り返し起こる高イオンモードプラズマにおいて、熱拡散係数が径電場シアに依存し、強い径電場シアにより熱拡散係数が軽減されることを明らかにした。
波多江 仰紀; 鎌田 裕; 石田 真一; 福田 武司; 滝塚 知典; 白井 浩; 小出 芳彦; 菊池 満; 吉田 英俊; 内藤 磨
Plasma Physics and Controlled Fusion, 40(6), p.1073 - 1083, 1998/00
被引用回数：41 パーセンタイル：76.58(Physics, Fluids & Plasmas)Hモードプラズマでは、プラズマ周辺部で熱と粒子の輸送が改善される。このとき、プラズマの温度、密度分布では、表面近傍に急勾配がみられる。本論文では、この急勾配の屈曲点からプラズマ表面までの距離をペデスタル幅
と定義し、JT-60UのELM-freeHモード放電における、電子温度とイオン温度分布のペデスタル幅を、1MAから4.5MAの広いプラズマ電流の範囲内で測定した。その結果、ペデスタル幅はポロイダル磁場と、エッジのイオン温度に強い相関を示すことがわかった。さらに、ペデスタル幅は、概ね3.3√
で直線的にスケールができることが明らかになった。ここにはアスペクト比の逆数、はサーマルイオンのポロイダルラーマー半径である。また、実験で得られたペデスタル幅と、理論予測との比較を行った。
菊池 満; 永見 正幸; 栗田 源一; 宮 直之; 牛草 健吉; 永島 圭介; 青柳 哲雄; 豊島 昇; 閨谷 譲; 内藤 磨; et al.
JAERI-Research 97-026, 70 Pages, 1997/03
JAERI-Research-97-026.pdf:3.23MB
臨界プラズマ試験装置JT-60における研究は、平成8年10月の臨界プラズマ条件の達成やITER物理R&Dの貢献度等において、大きな成果を上げている。原子力委員会が平成4年6月に定めた第三段階核融合研究開発基本計画では、自己点火と長時間燃焼を目指した実験炉計画とともに、実験炉のための先進的研究や実験炉を補う補完研究を進めることが定められている。定常炉心試験装置は、この先進・補完研究を効率的に進めるために、臨界プラズマ試験装置JT-60を再改造し、先進・補完研究を実効的に推進することを目的として設計研究を実施するものである。本報告書においては、本装置の研究目的と装置設計の概要を報告する。
藤田 隆明; 井手 俊介; 白井 浩; 菊池 満; 内藤 磨; 小出 芳彦; 竹治 智; 久保 博孝
Physical Review Letters, 78(12), p.2377 - 2380, 1997/03
被引用回数：257 パーセンタイル：98.23(Physics, Multidisciplinary)JT-60Uの負磁気シアー放電において新しい種類の内部輸送障壁が観測された。この内部輸送障壁は電子温度・密度分布に明瞭な急勾配を持ち、電子およびイオンの実効的熱拡散係数の著しい低減を伴う。電子の実効的熱拡散係数は輸送障壁内で急崚に低下し、5cmで20分の1となる。イオンの実効的熱拡散係数は通常の新古典理論に基づく計算値の4分の1以下である。輸送障壁の内側においてイオン温度と電子温度の比は1.5より小さい。輸送障壁は磁気シアーが負の領域に存在し、プラズマ小半径の60%を越えて広がっている。内部輸送障壁の形成により高い閉じ込め性能を有する高密度プラズマが得られた。
滝塚 知典; 福田 武司; 鎌田 裕; 菊池 満; 松田 俊明; 三浦 幸俊; 内藤 磨; 玉井 広史; D.Boucher*; G.Bracco*; et al.
Fusion Energy 1996, 2, p.795 - 806, 1997/00
ITERにおけるLH遷移の閾値パワーと閉じ込め性能を予測するために、データベースの集積と、そのデータ解析を進めている。閾値パワー比例則P
~B
n
R
を求め、ITERでの予測値が1002
MWとなった。Lモード閉じ込めデータベースの解析から熱エネルギー閉じ込め時間比例則を得た。拡張されたITER Hモード閉じ込めデータベースの解析により、ITERにおけるELMy Hモードでの閉じ込め時間
は6(1
0.3)秒と予測した。規格化ラーマ半径の減少に対して系統的なの劣化はないことが分かった。次元的に正しい形のオフセット線形則も、ITERに対し同様のの値を与える。
Kaye, S. M.*; Greenwald, M. J.*; U.Stroth*; O.Kardaun*; A.Kus*; Schissel, D. R.*; J.DeBoo*; Bracco, G.*; K.Thomsen*; Cordey, J. G.*; et al.
Nuclear Fusion, 37(9), p.1303 - 1328, 1997/00
被引用回数：162 パーセンタイル：96.76(Physics, Fluids & Plasmas)ITER物理R&Dの枠組みで進められているL-モードデータベースの更新作業の結果をまとめた。データは、ALCATOR C-MOD,ASDEX,DIII,DIII-D,FTU,JET,JFT-2M,JT-60,PBX-M,PDX,T-10,TEXTOR,TFTR,TORE SUPRAの14装置のデータで、合計2938測定点(L-モード:1881点、OH:922点、その他:135点、各測定点に対し95のパラメータを持つ)で構成されている。各装置の提供データに関する説明、変数に関する説明をすると同時に、サブセットのデータ(1312点)によるL-モード熱閉じ込め時間の比例則を導出している。
=0.023I
B
R
(R/a)
n
M
P
。この比例則によるITERの閉じ込めの時間の予測は2.2秒である。
白井 浩; 滝塚 知典; 菊池 満; 森 雅博; 西谷 健夫; 石田 真一; 鎌田 裕; 佐藤 正泰; 伊世井 宣明; 小出 芳彦; et al.
IAEA-CN-60/A2-17, 0, p.355 - 364, 1995/00
JT-60のジュール加熱及び中性粒子入射(NBI)加熱プラズマのデータを用い、無次元変数の関数形で蓄積エネルギーの熱化成分の比例則を確立した。その結果熱輸送比例則はボーム則とジャイロボーム則の中間になった。局所熱輸送解析の結果から、Lモードプラズマにおけるイオンの熱拡散係数はプラズマ電流、吸収パワーに強く依存し、電子の熱拡散係数はこれらにはほとんど依存しなかった。高
モードプラズマにおけるエネルギー閉じ込め時間の改善はイオン熱拡散係数の軽減によるもので、電子の熱拡散係数はLモードプラズマと同程度だった。高モードプラズマにおいてNBI加熱中での蓄積エネルギーの熱化成分の改善(Lモードプラズマの蓄積エネルギー比例則との比較)は、最初はプラズマ中心部で、次にプラズマ周辺部で起こる。
佐藤 正泰; 菊池 満; 福田 武司; 竹永 秀信*; 鎌田 裕; 森 雅博; 白井 浩; 滝塚 知典; A.A.E.von-Blokland*; 石田 真一; et al.
IAEA-CN-60/A2-9, 0, p.265 - 274, 1995/00
核融合研究における最も重要な課題の一つは、高電流、高トロイダル磁場におけるHモードの理解である。この目的の為に、高トロイダル磁場(Bt
4.4T)、高アスペクト比(R/a=4、R:大半径、a:小半径)の中性粒子入射加熱のJT-60UプラズマのHモードを調べ、以下の事が判明した。1)LモードからHモードへの遷移パワー閾値の比例則(Pth=0.6Bt
R・a)を見い出した。2)閉じ込め改善度にITER-89P則より強いq依存性があり、この閉じ込め改善が、ELMの出現により制限される。3)このELMは、バルーニングモードに起因する。4)Lモードに比べ閉じ込めが改善された時でも、比/
は(:粒子閉じ込め時間、:エネルギー閉じ込め時間)1.5以下であり、良い粒子排気性能が確保されている。
鎌田 裕; 牛草 健吉; 閨谷 譲; 内藤 磨; 小関 隆久; 河野 康則; 芳野 隆治; 久保 博孝; 藤田 隆明; 石田 真一; et al.
IAEA-CN-60/A5-5, 0, p.651 - 661, 1995/00
電流分布と圧力分布の最適化によって、ELMのあるHモード(ELMy Hモード)におけるプラズマの総合性能が大きく進歩した。n
Ti(0)=4-510
m
skeVの高核融合積状態を最長で1.5秒維持することに成功した。また、ブートストラップ電流とNB駆動電流の和により、I=0.5MA~1MAでの完全電流駆動を達成すると同時に、規格化ベータ値~2.8-3.2、ポロイダルベータ値2.6~3及び閉じ込め改善度=2~2.5を維持することに成功した。これらの成果は、MHD安定性の向上によるものである。
辻野 毅; 内藤 俶孝; 前田 充; 妹尾 宗明; 星 三千男; 井沢 直樹; 竹下 功; 板橋 隆之; 岡崎 修二; 土尻 滋
原子力工業, 40(5), p.9 - 59, 1994/00
本特集は、NUCEF施設の完成を契機に、NUCEF計画のねらい、NUCEFにおける研究計画、建設・整備の経緯、施設の概要と安全性、及びNUCEF計画の今後の展開について、まとめて報告するものである。
and high- values in JT-60U鎌田 裕; 牛草 健吉; 内藤 磨; 閨谷 譲; 小関 隆久; 飛田 健次; 石田 真一; 芳野 隆治; 菊池 満; 森 雅博; et al.
Nuclear Fusion, 34(12), p.1605 - 1618, 1994/00
被引用回数：48 パーセンタイル：80.31(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおいて、電流分布のピーク化及び圧力分布の平坦化により、ベータ限界が大幅に上昇した。さらに、定常化性能を向上することに成功し、ELMのある準定常Hモードにて、~2.5-3、~2.5-3.1、H-factor~1.8-2.2を得た。この状態は、約1秒間続き、この間、ブートストラップ電流(60%)とNB駆動電流(40%)の完全電流駆動を達成した。この時プラズマ電流0.5MA、トロイダル磁場1.5Tである。
and high 
in JT-60U鎌田 裕; 牛草 健吉; 内藤 磨; 閨谷 譲; 石田 真一; 藤田 隆明; 芳野 隆治; 菊池 満; 森 雅博; 二宮 博正
Plasma Physics and Controlled Fusion, 36, p.A123 - A128, 1994/00
被引用回数：32 パーセンタイル：70.26(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60UにおけるELMのあるHモードの報告を行う。特に、プラズマ電流分布、圧力分布、安全係数の制御により、ELMのある準定常Hモードにおいて、ポロイダルベータ値~3,規格化ベータ値~3,閉じ込め改善度(Hファクター)~2を維持することに成功した。また、この時、中性粒子入射電流駆動と、ブートストラップ電流の複合による完全電流駆動を達成した。
