JT-60U ECH装置用110GHzジャイロトロンの運転実績

高橋 正己*; 関 正美; 下野 貢; 寺門 正之; 五十嵐 浩一*; 石井 和宏*; 春日井 敦

JAERI-Tech 2003-080, 27 Pages, 2003/11

JAERI-Tech-2003-080.pdf:3.11MB

JT-60Uでは、局所的な加熱・電流駆動によるプラズマの安定性改善や予備電離の実験を行うことを目的として、電子サイクロトロン加熱(ECH)装置を導入してきた。JT-60UのECH装置は、動作周波数110GHz・高周波出力約1MWの発振管(ジャイロトロン)4基を持ち、2基の可動ミラー型アンテナを使用してJT-60Uプラズマへ入射するシステムである。110GHzを含む極めて高い周波数のミリ波帯での高出力発振は10年前まではなく、近年ITER用に開発されてきたジャイロトロンで初めて実現された。そのため、ジャイロトロンの運転にはさまざまな調整が必要である。ヒーターエージング後に、磁場調整,アノード電圧調整により1MWの発振条件を見つけ、その後、パルス幅を伸ばすエージングを行い、秒オーダーの運転を実現した。さらに、高出力,長パルスで安定な運転を行うため、ジャイロトロン管内で発生する不要高周波を吸収するRF吸収体を内蔵する改良を行った。その結果、1MW-5秒の設計目標を達成するとともに、4基のジャイロトロンでプラズマに約10MJの世界最高のミリ波エネルギーを入射できた。

JT-60U LHRF加熱装置用クライストロンの低出力・長パルス試験

下野 貢; 関 正美; 寺門 正之; 五十嵐 浩一*; 石井 和宏*; 高橋 正己*; 篠崎 信一; 平内 慎一; 佐藤 文明*; 安納 勝人

JAERI-Tech 2003-075, 29 Pages, 2003/09

JAERI-Tech-2003-075.pdf:4.62MB

第一壁洗浄に有効な電子サイクロトロン共鳴(ECR)放電洗浄(DC)をJT-60Uで実証するために、高周波源としてJT-60U低域混成波(LHRF)加熱装置用クライストロンの低出力・長パルス試験を行った。LHRF加熱装置用クライストロンは、2GHz帯で単管当たり1MW-10秒出力性能を持つが、長パルス運転のために動作条件を変更しなければならない。そのために、まず電源性能から長パルス運転が可能となるビーム電流を評価した。この結果、ビーム電圧72kV,ビーム電流4.4Aにおいて電源は定常運転が可能であることが判明した。このビーム電圧及び電流において空洞共振器を調整した結果、クライストロン出力40kWを得た。さらに、出力40kWレベルで模擬負荷を用いて60秒の長パルス試験を行い、クライストロンのコレクター温度が約20秒で120Cの飽和温度になり、コレクター冷却性能から定常運転が可能と判断した。JT-60UでのECR-DC実験では、約30kW-45分の運転に成功した。

大電力発振管ジャイロトロンのアノード電圧変調運転

寺門 正之; 下野 貢; 五十嵐 浩一*; 高橋 正己*; 石井 和宏*; 関 正美

平成14年度東京大学総合技術研究会技術報告集, 3 Pages, 2003/03

JT-60電子サイクロトロン加熱(ECH)装置は、周波数110GHz,出力約1MWの大電力電子管(ジャイロトロン)を使用した発振器を4系統有している。ECH装置は、局所的な加熱・電流駆動によるプラズマの安定性改善や予備電離の実験に使用されている。現在使用しているジャイロトロンは3電極を持ち、ビーム加速電源から分圧されたアノード電圧を変調することで、その発振パワーを可変できる。すなわち、アノード電圧を分圧するために使用しているツェナーダイオードの数を制御することによって、数十数百Hzで変調制御できるようにした。これにより、ジャイロトロンの出力を変調できる運転を実現した。

ナトリウム火災モデル試験

古川 和男; 木谷 進; 山田 栄吉; 村田 秀男; 春田 秀人; 大山 信美*; 高橋 和宏*

JAERI-M 6073, 116 Pages, 1975/03

JAERI-M-6073.pdf:3.83MB

Na冷却高速炉の安全解析のため、格納容器内のNaプール火災のモデル実験解析を行った結果の報告である。高さ2m、直径1.5m、内容積3.2mの密閉容器を用い、0.3、0.15、0.075mのNa表面積をもった火災実験を2期計16回行った。初期のNa温度、酸素濃度、湿度、液深さ等も変えつつ、燃焼速度、機構を解析した。燃焼速度は、Na表面と床面との面積比に大きく依存し、しかも見かけ上、ほぼ一定速度で進行することを見出した。これらは、JAERI-memo-3810、3811(未公開)(1969)であったものを整理して公開するものである。なお、これは動燃団よりの委託研究成果である。

高速炉排気系に使用するエアフィルタ炉材の耐アルカリ性試験

木谷 進; 高橋 和宏*; 宇野 清一郎

空気清浄, 10(2), p.37 - 40, 1972/06

ナトリウム冷却型高速中性子炉では定常運転時における照射済み燃料体のナトリウム洗浄時のほか、ナトリウム火災などの事故時の場合、従来の軽水炉では問題にならなかったアルカリ物質のエアロゾルが発生し、それをどう処理するか新しい課題が生じている。この場合のエアロゾルは発生条件のみでなく、雰囲気条件によってその化学的状態が異なり、Na0,Na0,NaOH,NaHC0,NaC0などの単独あるいは混合物、条件によってはそれらの水溶液であると考えられる(以下ナトリウム・エアロゾルと略す)。そのため、この種のエアロゾルを対象とする除じん装置は耐アルカリ性の材料で構成することが必要である。

原子力施設におけるRFIDの適用性検討,1

押味 一之; 高橋 直樹; 大森 二美男*; 鴨志田 修一*; 小又 和宏*

no journal, , 

近年、バーコードに代わる固体識別技術として物流業界をはじめ普及しつつあるRFID(Radio Frequency Identification)の核燃料取扱い施設への適用にあたって、最も考慮すべきは放射線環境における耐久性である。しかし、放射線環境における耐久性に関する報告は少ないことから耐久性及び適用性を評価するため実フィールドによる連続照射試験を実施し、累積約100GyまでであればRFIDは破損することなく、正常に読み書きできることがわかった。核燃料取扱い施設から発生する低放射性固体廃棄物(以下「低放」という)の大部分は低線量であることから、今回の試験で得られた100GyがRFIDの耐久限界としたとしても、低放の管理に対してRFIDは十分適用できるものと考える。また、将来的なRFID(現状ではバーコード)を用いた管理システムとして、低放を1個単位で管理できるシステムの設計・開発を行い、運用した結果、(1)低放管理のための作業効率及び廃棄物管理の信頼性が飛躍的に向上,(2)低放の発生状況をリアルタイムで把握でき、低放の発生量低減に向けた具体的な取り組みが可能,(3)貯蔵庫の効率的な運用管理が可能となった。今後、RFIDの単価が現状より下がればバーコードから切り替える予定である。