Generation of particles and fragments by quasicontinuous wave fiber laser irradiation of stainless steel, alumina, and concrete materials

大道 博行*; 山田 知典; 古河 裕之*; 伊藤 主税; 宮部 昌文; 柴田 卓弥; 長谷川 秀一*

Journal of Laser Applications, 33(1), p.012001_1 -  012001_16, 2021/02

https://doi.org/10.2351/7.0000190

In order to preserve a safe working environment, in particular for nuclear decommissioning like the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, special care should be taken to confine and retrieve such particles during laser processing. In the experiments, particle production from the vapor, as well as the molten phase layer in the targeted material were observed with a high speed camera with fine particles collected and analyzed using an electron microscope. The observed results were qualitatively interpreted with the help of a simplified one-dimensional hydrodynamic code coupled with a stress computation code. Characterization and classification of the results are expected to provide a useful database which will contribute to the decommissioning of nuclear facilities as well as other industrial applications.

Negative triangularity as a possible tokamak scenario

菊池 満; 滝塚 知典*; 古川 勝*

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.015014_1 - 015014_4, 2014/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.1.015014

近年、Goldston教授が明らかにしたSOL熱流幅の比例則はITERや原型炉の熱制御に対して厳しい予測を与える。これは、近年滝塚によって調べられたSOL流の加速機構によってもたらされていると考えられる。この加速機構は逆D形状にすることによって大幅に低減できると予想される。逆D形状プラズマはトロイダルTEMの固有関数構造が強くねじれ、旦流輸送が減ることも予想されることからスイスのTCVトカマクではLモードでもLモードの2倍の閉じ込めを得ている。これらを踏まえ逆D配位の炉への適用可能性について講演する。

超並列計算機を用いた進化的アルゴリズムによる詳細非弾性構成方程式の材料定数自動同定

川崎 信史; Felix, S.; 笠原 直人; 古川 知成*; 古村 忍*; 矢川 元基*

PNC TY9602 97-001, 26 Pages, 1997/04

PNC-TY9602-97-001.pdf:0.52MB

これまで高温ナトリウム機器・配管等の設計においては、正確な応力-ひずみ挙動の評価を行うよりも、安全側に挙動を包絡する簡易な手法を採用してきた。この結果、条件によっては非常に大きな安全裕度を与えることになり、コスト高の要因となっていた。高速炉を実用化していく上では、構造物の各部に発生する応力-ひずみ関係を正確に算定できる非弾性解析手法が必要となる。一方、非弾性解析において材料の挙動を忠実に表現するための構成方程式として、多くの状態記述を行う詳細な式の適用が有力である。しかし、こうした式は、その材料定数の決定過程が複雑で、試行錯誤による膨大な作業が必要であった。簡易なモデルの持つ解析上の利点もあるが、この材料定数決定の難しさも詳細構成方程式の適用を阻む要因となっていた。本研究では、目的関数の値のみによって最適解を探索できる、ロバストな探索手法である進化的アルゴリズム(EA)を使用することによって、詳細非弾性方程式の一つであるChabocheモデルの有する23個の材料定数を同定する。以下に本報の主な結果をまとめる。(1)詳細な非弾性構成方程式の材料定数を決定するという多大な負荷のかかる計算を、進化的アルゴリズムを実装したワークステーション(SUN Sparc Station10)と非弾性解析を行う超並列計算機(CRAY-T3D)をネットワークで結ぶことにより高速並列実行するシステムを開発した。(2)進化的アルゴリズムを用いることにより、詳細な非弾性構成方程式の材料定数を自動的に同定できることを確証した。

負三角度トカマク核融合プラズマの可能性,1; 配位の特長

菊池 満; 滝塚 知典*; 古川 勝*

no journal, , 

負三角度をもったトカマク配位の核融合炉としての検討について報告する。負三角度化によってダイバータ板の主半径は最大約2.5倍になる。また、ダイバータ部が空間的に裕度のある外周側にあることから正三角度の核融合炉では困難であるRyutov等のスノーフレーク化が容易になることから、最大3倍程度の受熱面積拡大係数を期待でき、放射冷却無しの無制御の熱流束を10MW/m程度(約1/7)に低減できる可能性を持っている。この条件で遠隔放射冷却を行うことで、最大熱流束を2-3MW/mに低減できる可能性がある。

負三角度トカマクにおける輸送改善機構

菊池 満; 滝塚 知典*; 古川 勝*

no journal, , 

負三角度トカマク配位は、トカマクの除熱性能を飛躍的に改善できる可能性をもつものの、TCVで観測されている閉じ込め改善機構については、いまだ十分な理解ができていない。本講演では、トロイダルドリフト波の線形構造を決めているバルーニング固有関数の構造やフローシアの影響について現状の理解を整理することを試みる。

レーザー加工により発生する微粒子の解析と核種同定手法の開発,2-1; レーザー照射金属, セラミックス, コンクリートにおける微粒子発生過程の観察

大道 博行*; 山田 知典; 伊藤 主税; 宮部 昌文; 柴田 卓弥; 古河 裕之*; 長谷川 秀一*

no journal, , 

廃炉への利用が期待されるレーザー加工に伴い発生し、浮遊する微粒子の核種同定手法の開発を進めている。これに資するため、光速度カメラを用いレーザー照射によるセラミックス, ステンレス鋼, 重コンクリートから噴き出したプルームおよび微粒子群の観察・記録、レーザーと被照射材料、プルームとの相互作用に関する検討を行った。単色のインコヒーレント光照明、コヒーレント光照明により影絵を高速度カメラを用い記録した結果、詳細な微粒子発生過程を観察することができた。また、関連する物理過程の数値計算による検討、捕集した微粒子等の顕微鏡観察に合わせて、レーザー照射によるプルームと微粒子生成, 破砕等による微粒子生成過程に関する物理的検討を行った。