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櫻井 惇也*; 鳥形 啓輔*; 松永 学*; 高梨 直人*; 日比野 真也*; 木津 健一*; 森田 聡*; 井元 雅弘*; 下畠 伸朗*; 豊田 晃大; et al.
鉄と鋼, 111(5), p.246 - 262, 2025/04
Creep testing is time-consuming and costly, leading institutions to limit the number of tests conducted to the minimum necessary for their specific objectives. By pooling data from each institution, it is anticipated that predictive models can be developed for a wide range of materials, including welded joints and degraded materials exposed to service conditions. However, the data obtained by each institution is often highly confidential, making it challenging to share with others. Federated learning, a type of privacy-preserving computation technology, allows for learning while keeping data confidential. Utilizing this approach, it is possible to develop creep life prediction models by leveraging data from various institutions. In this paper, we constructed global deep neural network models for predicting creep rupture life of heat-resistant ferritic steels in collaboration with eight institutions using the federated learning system we developed for this purpose. Each institution built a local model using only its own data for comparison. While these local models demonstrated good predictive accuracy for their respective datasets, their predictive performance declined when applied to data from other institutions. In contrast, the global model constructed using federated learning showed reasonably good predictive performance across all institutions. The distance between each institution's data was defined in the space of explanatory variables, with the NIMS data, which had the largest dataset, serving as the reference point. The global model maintained high predictive accuracy regardless of the distance from the NIMS data, whereas the predictive accuracy of the NIMS local model significantly decreased as the distance increased.
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数：58 パーセンタイル：96.23(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300
Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; 松岡 萌*; et al.
Science, 364(6437), p.272 - 275, 2019/04
被引用回数：298 パーセンタイル：99.68(Multidisciplinary Sciences)小惑星探査機はやぶさ2のターゲット天体であるリュウグウは、始原的な炭素質物質で構成されていると考えられている。はやぶさ2に搭載された近赤外分光計(NIRS3)によって、天体の表面組成を得た。天体全体の観測で、弱く細い吸収が2.72ミクロンに確認され、OHを含む鉱物の存在を示している。弱いOH吸収と低いアルベドは熱やショックによって変質を受けた炭素質コンドライトに似ている。OHバンドの位置はほとんど一定であり、衝撃片の集合によって形成されたリュウグウは組成的に均質であることを示している。
松永 剛; 武智 学; 櫻井 真治; 鈴木 康浩*; 井手 俊介; 浦野 創
Fusion Engineering and Design, 98-99, p.1113 - 1117, 2015/10
被引用回数：20 パーセンタイル：81.00(Nuclear Science & Technology)JT-60SA is designed and under construction as fully superconducting tokamak under a combined project of the ITER satellite tokamak program of EU-JA (Broader Approach Activities) and the Japanese national program. One of the main purposes of JT-60SA is the steady-state high-beta operation above the ideal no-wall beta limit. To achieve this, we have designed in-vessel coils, thus error filed correction coils (EFCCs) for a correction of magnetic error fields that affect plasma initiation and induce magnetic island locking. We will report the design of the EFCC in JT-60SA from an engineering and a physics points of view.
助川 篤彦; 村上 陽之; 松永 剛; 櫻井 真治; 武智 学; 吉田 清; 池田 佳隆
Fusion Engineering and Design, 98-99, p.2076 - 2079, 2015/10
被引用回数：3 パーセンタイル：23.54(Nuclear Science & Technology)JT-60SA計画は、ITER計画の幅広いアプローチ計画の日欧協力で進められている。JT-60SA容器内コイルは日本で設計・製作を行う。容器内コイル用の樹脂絶縁材には、真空容器のベーキング温度条件(200C, 40000時間)に沿った耐熱性能が要求される。今回、容器内コイル設計に向け、耐熱耐久性の調査を実施し、
220C環境で、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂を母材とする7種類の候補樹脂絶縁材の寿命評価を実施した。高温環境下における化学反応速度はアレニウス法で評価する。耐熱耐久試験では、180C, 200C, 220Cの恒温槽で一定期間保持し、その後、絶縁材の重量減少を測定する。樹脂絶縁材の重量減少率の結果を入力にワイブル解析を実施し、その後、アレニウスプロットにより候補樹脂絶縁材の寿命評価を初めて実施した。この結果、容器内コイルの適用温度は169Cであることが分かった。
武智 学; 松永 剛; 櫻井 真治; 笹島 唯之; 柳生 純一; 星 亨*; 川俣 陽一; 栗原 研一; JT-60SAチーム; Nishikawa, T.*; et al.
Fusion Engineering and Design, 96-97, p.985 - 988, 2015/10
被引用回数：13 パーセンタイル：69.58(Nuclear Science & Technology)JT-60SA, which has fully super conducting coils, is under construction in order to demonstrate and develop steady-state high beta operation for supplement ITER toward DEMO. Three types of coils will be installed in the vacuum vessel for resistive wall mode (RWM) control, error field correction and also for edge localized mode (ELM) control. Biaxial magnetic sensors have been developed, because 3D information of magnetic configuration is necessary for these controls. Also, redesigned magnetic sensors for basic information of JT-60SA plasma, e.g. one-turn loop, Rogowski coils, diamagnetic loop and saddle coils have been developed, because manufacture and installation of these sensors are much more difficult for JT-60SA than those for JT-60U. The design and the specification of the magnetic sensors for JT-60SA will be reported from engineering and physics aspects.
井手 俊介; 相羽 信行; Bolzonella, T.*; Challis, C. D.*; 藤田 隆明; Giruzzi, G.*; Joffrin, E.*; 濱松 清隆; 林 伸彦; 本多 充; et al.
Proceedings of 24th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2012) (CD-ROM), 8 Pages, 2013/03
Assessment of capabilities in controlling key plasma parameters to access and sustain a high normalized pressure plasma in JT-60SA has been carried out using predictive simulations with emphasis on controllability with actuators, including not only heating and current drive but also fueling and pumping system. It is confirmed that the safety factor profile, which is believed to play an important role for confinement improvement, can be prepared appropriately at the plasma current ramp-up phase in a wide extent within capability of the installed ECRF system. At the flat-top of a high pressure and high bootstrap current plasma, it is also confirmed that the installed NB system can modify the safety factor profile and the confinement property within the planned capabilities. It is confirmed that impurity seeding in the SOL and the divertor region can maintain the heat flux within the divertor heat tolerance keeping the separatrix density level acceptable.
Litaudon, X.*; 坂本 宜照; de Vries, P. C.*; Salmi, A.*; Tala, T.*; Angioni, C.*; Benkadda, S.*; Beurskens, M. N. A.*; Bourdelle, C.*; Brix, M.*; et al.
Nuclear Fusion, 51(7), p.073020_1 - 073020_13, 2011/07
被引用回数：11 パーセンタイル：42.10(Physics, Fluids & Plasmas)内部輸送障壁の発生機構や構造形成は、装置や運転シナリオによって多様性があることが知られている。その多様性を理解するために、装置サイズがほぼ同じのJT-60と英国のJET装置において、同様の運転シナリオで形成した内部輸送障壁の輸送特性の比較を行った。特に、両装置のプラズマ形状,規格化衝突周波数,規格化ラーモア半径等の無次元変数を揃えた場合に着目した。その結果、内部輸送障壁の形成機構については、共通の形成条件があるが、定常状態での密度分布に大きな差異があることが明らかになった。この差異は、中心付近の磁気シアの違いに起因していると考えられる。
plasmas松永 剛; 相羽 信行; 篠原 孝司; 坂本 宜照; 武智 学; 鈴木 隆博; 朝倉 伸幸; 諫山 明彦; 大山 直幸; 吉田 麻衣子; et al.
Proceedings of 23rd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2010) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/03
In the JT-60U wall-stabilized high-
plasmas, interactions between MHD instabilities have been observed. It is observed that an energetic particle driven wall mode (EWM) triggers an edge localized mode (ELM). When the EWM appears, type-I ELM crashes are synchronized with EWM bursts. The EWM-triggered ELMs have a higher frequency and less energy release than those of usual type-I ELMs. This interaction mainly occurs when the EWM with a large amplitude appears. In the SOL region, several measurements indicate ion losses induced by the EWM. Abrupt ion losses through the edge can increase as local pressure gradient at the pedestal that determines the edge stability. Moreover, another interaction that an EWM-triggered ELMs excites marginal resistive (RWM) is observed. Just after the EWM-triggered ELM, an 
distortion appears and decays soon. It is considered that an impact of the induced ELM can excite the marginally stable RWM.
plasmas松永 剛; 篠原 孝司; 相羽 信行; 坂本 宜照; 諫山 明彦; 朝倉 伸幸; 鈴木 隆博; 武智 学; 大山 直幸; 浦野 創; et al.
Nuclear Fusion, 50(8), p.084003_1 - 084003_8, 2010/08
被引用回数：32 パーセンタイル：73.78(Physics, Fluids & Plasmas)We have observed a fishbone like bursting mode in high- plasmas above the ideal -limit without a conducting wall. The mode frequency is chirping down, and its initial value is close to precession frequency of trapped fast ions produced by perpendicularly injected neutral beams. This mode can often induce the resistive wall mode (RWM) onset. The mode is mainly observed in the high- plasma where ideal kink-ballooning mode (IKBM) and RWM are marginally stable. Since this mode and RWM were simultaneously observed, the mode is attributed to the interaction between the trapped fast ions and a marginally stable IKBM stabilized by conducting wall. From these results, the observed mode was named as "Energetic particle driven Wall Mode (EWM)." Interestingly, the EWM can change edge localized mode (ELM) behavior. Namely, it was observed that ELM was synchronized with the EWM.
武智 学; Bolzonella, T.*; Baruzzo, M.*; 井手 俊介; 松永 剛; JT-60SAチーム
Europhysics Conference Abstracts (Internet), 34A, p.P2.192_1 - P2.192_4, 2010/00
To achieve a steady-state high beta plasma, suppression of RWM is necessary. Therefore, the RWM active control system for JT-60SA is being designed. The matter of mode-rigidity is very important for JT-60SA, because the coverage area of plasma surface with coils is very small. There are two issues connected to mode non-rigidity. One is mode deformation and the other is the destabilization of side-band modes which are marginally stable without the control coils. We performed some experiments on the RFX-mod device with reduced sets of coils for mode-rigidity study. The active control system of RFX-mod has 192 coils each with an independent amplifier and successfully controls RWMs. For example, by using only 48 coils in the top poloidal section one can control the RWM. The dependence of mode control efficiency, mode deformation derived by magnetic sensors and amplifier current on coverage area of the coils during mode control will be shown.
松永 剛; 武智 学; 相羽 信行; 栗田 源一; 坂本 宜照; 小出 芳彦; 諫山 明彦; 鈴木 隆博; 藤田 隆明; 大山 直幸; et al.
Plasma and Fusion Research (Internet), 4, p.051_1 - 051_7, 2009/11
将来の核融合炉において、経済性の高い高核融合出力を得るためには高圧力プラズマを定常に維持する必要がある。しかしながらこのようなプラズマでは、抵抗性壁モード(RWM)が発生し到達値を制限すると危惧されている。一方、このモードの安定化にプラズマ回転が重要であることが理論的に予想されている。JT-60ではプラズマ回転を制御することで、RWMの安定化に必要なプラズマ回転の閾値を実験的に明らかにした。この実験により、この閾値が従来の予測値の約15%程度であることがわかり、また閾値の依存性が小さいことから、理想壁限界値まで値を到達可能なことが明らかとなった。本論文では、JT-60において実施されたプラズマ回転によるRWM安定化実験の詳細及び、線形MHD安定性コード(MARG2D)の結果との比較などについて報告する。
坂本 宜照; 松永 剛; 大山 直幸; 鈴木 隆博; 相羽 信行; 竹永 秀信; 諫山 明彦; 篠原 孝司; 吉田 麻衣子; 武智 学; et al.
Nuclear Fusion, 49(9), p.095017_1 - 095017_8, 2009/09
被引用回数：36 パーセンタイル：76.68(Physics, Fluids & Plasmas)ITER定常運転や定常核融合炉を目指した炉心プラズマ開発には、7要素(閉じ込め,規格化ベータ値,自発電流割合,非誘導電流駆動割合,燃料純度,放射損失割合,規格化密度)を、バランスよく同時に高めた総合性能プラズマをITERや核融合炉で想定される条件(低運動量入力,電子温度,イオン温度,安全係数
5)で実証する必要がある。特に、経済的に優れた定常核融合炉のためには、自発電流割合と規格化ベータ値を同時に高めることが主要課題の一つである。JT-60Uでは、MHD不安定性の導体壁による安定化効果を利用して、高自発電流割合を持つ負磁気シアプラズマの高ベータ化に取り組んだ。その結果、規格化ベータ値2.7(従来の1.5倍)とともに9割の自発電流割合を得た。さらに、ITERの定常運転シナリオに匹敵する高総合性能プラズマを、ITERや核融合炉で想定される条件下で生成した。
plasmas in the JT-60U tokamak松永 剛; 相羽 信行; 篠原 孝司; 坂本 宜照; 諫山 明彦; 武智 学; 鈴木 隆博; 大山 直幸; 朝倉 伸幸; 鎌田 裕; et al.
Physical Review Letters, 103(4), p.045001_1 - 045001_4, 2009/07
被引用回数：47 パーセンタイル：84.91(Physics, Multidisciplinary)We have observed bursting modes driven by trapped energetic particles in the high- plasmas where the resistive wall mode (RWM) is marginally stable by plasma rotation. This mode can directly trigger the RWM despite enough plasma rotation for RWM stabilization. Mode structure is radially extended and mode frequency corresponds to the precession frequency of the trapped particle from the perpendicular neutral beams. We have concluded that the mode is the energetic particle branch as the results of the interaction between the energetic particle and a marginally stable RWM, and then, it is named as "energetic particle driven wall mode (EWM)".
武智 学; 松永 剛; 白石 淳也; 徳田 伸二; 飛田 健次
プラズマ・核融合学会誌, 85(4), p.147 - 162, 2009/04
トカマク型核融合炉の定常化にとって高ベータ化は必須である。この高ベータ化には最終的にはMHD不安定性の一種である"抵抗性壁モード"が最終的な障害となる。逆転磁場ピンチに至っては抵抗性壁モードによって寿命が決まってしまう。この十年、閉じ込め改善や加熱装置の進展により高ベータ化の敵、抵抗性壁モードを実際に安定化する研究が始まった。抵抗性壁モードを安定化する手法には"プラズマ回転"と"磁場のフィードバック制御"がある。抵抗性壁モードの物理的な性質やこれらの安定化の物理機構の説明をできるだけ平易に行い、これをもとにこれまでの実験的,理論的研究の進展の説明を行った。さらに問題点や今後の研究の方針について述べた。
松川 誠; 菊池 満; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 林 孝夫; 東島 智; 細金 延幸; 池田 佳隆; 井手 俊介; 石田 真一; et al.
Fusion Engineering and Design, 83(7-9), p.795 - 803, 2008/12
被引用回数：17 パーセンタイル：71.13(Nuclear Science & Technology)JT-60SAは、日欧の幅広いアプローチの下で建設する完全超伝導トカマク装置で、ITERや原型炉への貢献を目指している。2007年の両極の国会批准後、実質的には既に建設段階に移行している。JT-60SAは、既存の建屋,電源,プラズマ加熱装置,計測装置などの、JT-60U設備の最大限の有効利用が前提であり、完全に新作する主たる機器は本体装置のみである。最大プラズマは電流5.5MAで、プラズマ主半径3.06m,アスペクト比2.65,非円形度1.76,三確度0.36である。最大プラズマ加熱入力41MW,プラズマ電流のフラットトップ時間は100秒間である。本論文では、トカマク装置本体だけでなく、プラズマ加熱装置や遠隔保守装置の設計などについても言及するとともに、EUとの技術的な議論を踏まえて行った超伝導導体に関する最近の設計変更案などを紹介し、装置の全体像を明らかにする。
plasmas松永 剛; 坂本 宜照; 相羽 信行; 篠原 孝司; 武智 学; 鈴木 隆博; 藤田 隆明; 諫山 明彦; 大山 直幸; 朝倉 伸幸; et al.
Proceedings of 22nd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2008) (CD-ROM), 8 Pages, 2008/10
The dynamics and stability of the resistive wall mode (RWM) are investigated in the JT-60U high- plasmas, and the sustainment of high- plasmas above the ideal no-wall -limit has been demonstrated using a plasma rotation. We have successfully sustained 
for 
, which is about 3 times the current diffusion time 
. In this high- regime, new MHD instabilities have been observed, that is, an high- bursting mode (HBM) and a slowly growing mode (SGM). These modes play important roles for a MHD stability in the wall-stabilized high region. These results suggest that the kinetic contribution and the rotational shear are important to determine the RWM stability.
山田 弘司*; 竹永 秀信; 鈴木 隆博; 藤田 隆明; 滝塚 知典; 鎌田 裕; 朝倉 伸幸; 津田 孝; 武智 学; 松永 剛; et al.
Nuclear Fusion, 47(11), p.1418 - 1424, 2007/11
被引用回数：1 パーセンタイル：3.33(Physics, Fluids & Plasmas)プラズマ電流のランプダウンにより、周辺部の磁気シアの指標である内部インダクタンス(
を2.8まで高めたJT-60UのLモードプラズマにおいて、グリーンワルド限界を1.7倍超える高密度を実現した。同プラズマでは、グリーンワルド限界を超える高い密度でもLモード閉じ込め比例則より1.5倍高い閉じ込め性能を維持しており、周辺温度も高く維持されている。これまでの研究で、高放電は高い閉じ込め性能が得られることが示されていたが、本研究ではそれに加えて高い周辺温度と関連して密度限界に対しても高放電は裕度が大きいことを明らかにした。ダイバータ領域のD
発光強度の急激な減少で特徴づけられる非接触現象が起こる密度も高放電では高い。以上の結果から、高放電では周辺部の熱及び粒子輸送が改善し、密度限界が緩和したことを示唆した。このような高放電は通常のトカマク運転領域からは外れているものの、周辺部の磁気シアが密度限界の物理機構を明らかにするための重要な鍵になっていることを示している。
n eigenmodes in JT-60U weak shear plasmas石川 正男; 武智 学; 篠原 孝司; Cheng, C. Z.*; 松永 剛; 草間 義紀; 福山 淳*; 西谷 健夫; 森岡 篤彦; 笹尾 真実子*; et al.
Nuclear Fusion, 47(8), p.849 - 855, 2007/08
被引用回数：23 パーセンタイル：60.51(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uの弱磁気シアプラズマでは、負イオン源中性粒子ビーム入射中に、安全計数分布の変化とともに、周波数が大きく変化し、その後一定となる不安定性が観測された。このような振る舞いをする不安定性に対しては、前者はReversed-Shear-induced Alfvn Eigenmode(RSAE)、後者はTroidicity-induced Alfvn Eigenmode(TAE)として説明することができる。本研究では、RSAE, TAE発生中の中性子発生量を、高エネルギーイオンの軌道追跡モンテカルロコードを用いて、不安定性がないとしたときに計算される中性子発生量と比較することで、不安定性発生中の高エネルギーイオンの閉じ込め劣化を定量的に評価するとともに、RSAEからTAEの遷移中に閉じ込め劣化が最大になることを突き止めた。さらに、中性子発生分布の測定結果から、不安定生によりプラズマ中心部(r/a
0.6)の高エネルギーイオンが周辺部へ輸送されることを初めて示した。また、中性粒子計測から、輸送される高エネルギーイオンのエネルギー領域は、不安定性との共鳴相互作用条件を満たすことを初めて突き止めた。
大山 直幸; 諌山 明彦; 鈴木 隆博; 小出 芳彦; 竹永 秀信; 井手 俊介; 仲野 友英; 朝倉 伸幸; 久保 博孝; 武智 学; et al.
Nuclear Fusion, 47(7), p.689 - 697, 2007/07
被引用回数：16 パーセンタイル：48.26(Physics, Fluids & Plasmas)フェライト鋼を設置することによって、高速イオンのリップル損失が1/2から1/3に低減した。同じ入射パワーに対して吸収パワーが増加するため、あるプラズマ圧力を維持するために必要なNBIユニット数を減らすことができた。その結果、低いリサイクリングと周辺密度を長時間維持できるようになり、中心にピークした圧力分布を維持するために重要な周辺部の温度を高く維持することができた。さらに、外部からのトルク入力の自由度を増やすことができた結果、プラズマ電流と同方向に回転するプラズマが得られるようになり、電子系の内部輸送障壁の性能が向上した。これらの利点を活用し、高い規格化ベータ値と高い熱化プラズマの閉じ込め改善度の維持時間を伸長することができた。閉じ込め改善度が1程度で規格化ベータ値が2.3以上の放電を、電流拡散時間の12倍程度である23.1秒間維持した。このとき得られた閉じ込め改善度と規格化ベータ値の積は、ITERの標準運転シナリオを超える2.2を上回っており、ITERの長時間運転モードとして提案されているハイブリッド運転モードとして適用することが可能である。
