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吉田 麻衣子; 坂本 宜照; 末岡 通治; 川俣 陽一; 大山 直幸; 鈴木 隆博; 鎌田 裕; JT-60チーム
Fusion Engineering and Design, 84(12), p.2206 - 2213, 2009/12
被引用回数：17 パーセンタイル：72.83(Nuclear Science & Technology)イオン温度とプラズマ回転計測の高度化及び実時間制御を目的に、まず、これまでの時間分解能を約1桁向上した高速荷電交換再結合分光装置を開発し、実時間でイオン温度とプラズマ回転速度の導出を可能にした。本計測器は、空間30点のイオン温度とプラズマ回転速度を2.5msで計測でき、そのうち任意の空間4点の値を実時間処理している。さらに制御ロジックの開発を行い、実際に空間2点間のイオン温度勾配の実時間制御を実施し、目標値に追随した計測値が得られ、イオン温度の内部輸送障壁の強さを制御することに成功した。さらに、広いダイナミックレンジにわたるトロイダル回転速度の実時間制御に世界で初めて成功した。
諫山 明彦; 松永 剛; 小林 貴之; 森山 伸一; 大山 直幸; 坂本 宜照; 鈴木 隆博; 浦野 創; 林 伸彦; 鎌田 裕; et al.
Nuclear Fusion, 49(5), p.055006_1 - 055006_9, 2009/05
被引用回数：63 パーセンタイル：89.51(Physics, Fluids & Plasmas)本論文では、JT-60Uにおける電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)を用いた新古典テアリングモード(NTM)の安定化に関して述べている。
のNTMを完全に安定化するために必要な最小の電子サイクロトロン(EC)波パワーを実験的に調べた結果、JT-60Uの実験条件では、NTM発生位置におけるEC駆動電流密度と自発電流密度との比が約0.4-0.5であることがわかった。また、のNTMの回転に同期してECCDを変調した結果、変調しない場合に比べ2倍以上安定化効果が大きいことがわかった。また、磁気島のX点に入射した場合はNTMが不安定化されることが実験的に初めて観測された。さらに、変調の位相と安定化効果に関するモデル計算の結果と比較した結果、実験結果とおおむね一致することがわかった。
川俣 陽一; 内藤 磨; 清野 公広; 伊丹 潔; 戸塚 俊之; 赤坂 博美; 末岡 通治; 佐藤 朋樹; 大島 貴幸; 坂田 信也; et al.
Fusion Engineering and Design, 83(2-3), p.198 - 201, 2008/04
被引用回数：3 パーセンタイル：23.51(Nuclear Science & Technology)ITERの幅広いアプローチとして超伝導化されるJT-60SAの設計が開始され、制御システムについては既存システムを最大限再利用しつつ、次の各項目それぞれに新しい考え方を創出適用し先進的な統括制御システムを構築することを目指して検討している。(1)高精度タイミングシステム,(2)先進的放電シーケンス制御システム,(3)高機能実時間制御システム,(4)ハードワイヤード保護インターロックシステム,(5)制御プログラム形式放電条件システム,(6)先進的データベースシステム。本発表では、JT-60SA統括制御システムの特徴である上記システムの重要ポイントについて概念設計の検討内容を報告する。
高村 秀一*; 門 信一郎*; 藤井 隆*; 藤山 寛*; 高部 英明*; 足立 和郎*; 森宮 脩*; 藤森 直治*; 渡辺 隆行*; 林 泰明*; et al.
カラー図解,プラズマエネルギーのすべて, P. 164, 2007/03
核融合並びにプラズマに興味を持ってもらい、またその有用性,将来性を広く理解してもらうための一般向け解説書として、プラズマ・核融合学会の企画(日本実業出版社から出版予定)に共同執筆で出版するものである。読者の対象範囲は、理科に興味を持つ高校生,大学生・一般社会人,ある種のプラズマに仕事で関連している人で、他分野からのヒントを求める人など、広い層に読んでもらえることを想定している。(目次:はじめに/プラズマってなんだ?/プラズマ技術のひろがり/実験室の超先端プラズマ/核融合プラズマエネルギーとは?/プラズマエネルギーへの道/核融合プラズマエネルギー発電所を目指して/プラズマエネルギーと未来社会)
O
木村 宏之*; 鎌田 陽一*; 野田 幸男*; 金子 耕士; 目時 直人; 近 桂一郎*
Journal of the Physical Society of Japan, 75(11), p.113701_1 - 113701_4, 2006/11
被引用回数：36 パーセンタイル：80.12(Physics, Multidisciplinary)
MnO(=rare earth, Bi, Y)は巨大電気磁気効果(CMR効果)を示す物質として知られている。CMR効果を示す物質の共通な性質として、磁気秩序と誘電秩序が共存するマルチフェロイック状態があるが、二つの秩序の微視的な相関はまだ明らかにされていない。われわれはその微視的相関を明らかにするために、磁場中中性子回折実験を行って、磁場誘起微視的磁性と誘電性との関係を調べた。その結果、磁場印加によって強誘電相が出現するHoMnOにおいて、誘電相転移と同時に格子不整合-整合磁気相転移が起こることを見いだした。得られた結果から誘電性及び磁性における相境界が完全に一致し、格子整合磁気相でのみ強誘電相が現れることがわかった。このことは、この系で現れる誘電相転移が磁気相転移によって引き起こされ、さらに強誘電相にとって格子整合磁気構造が必須であることを示している。
福田 武司; 及川 聡洋; 竹治 智; 諫山 明彦; 河野 康則; 閨谷 譲; 長島 章; 西谷 健夫; 木島 滋; 玉井 広史; et al.
Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.357 - 367, 2002/09
被引用回数：7 パーセンタイル：44.29(Nuclear Science & Technology)核融合実験炉で高性能炉心プラズマを定常維持するためには、複数のプラズマ諸量を同時に実時間フィードバック制御する必要がある。本論文ではJT-60におけるプラズマの蓄積エネルギーや密度,温度等の実時間制御を目的とした研究開発の成果をまとめた。電子密度と中性子発生率の制御を用いた負磁気シア放電では、高い閉じ込め性能と規格化
値を4.3秒間維持するとともに蓄積エネルギーの変化を動的に制御することによって世界最高の等価エネルギー増倍率を達成した。また、放射冷却ダイバータの生成と高い閉じ込め性能の両立を目指したダイバータの放射損失量と中性子発生率の複合制御実験を行い、応答行列を評価することによって各制御装置の寄与を定量化するとともに単純な組み合わせ制御の問題点を明らかにした。さらに、非制御量の非線形応答に注目して核融合炉心プラズマの制御に必要な先進制御の概念を提案した。
栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 細山 博己; 鈴木 隆博; 藤田 隆明; 竹永 秀信; 井手 俊介; 鎌田 裕
no journal, ,
トカマク型核融合装置において、トロイダル電流場を表す特殊関数の級数形式で電流分布厳密解を構成した後、内部の力学的平衡条件及び外部電磁気計測条件から高速に電流分布を再構築する新しい方法「境界付き固有関数展開法」の研究開発報告である。昨年は、平衡条件を組込むことで、MSE信号を使わずに外部の磁場計測だけでピークから凹状まで通常想定されるあらゆる電流分布を精度よく再構築できることを示した。これを踏まえて今学会では、信号ノイズの電流分布再構築誤差への影響,負敷シア放電や電流ホールなどの特殊な分布を持つ実験の生データを用いた再構築結果、非線形最適化問題における反復解法の高速化などについて報告する。
栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 中里 命; 坂田 信也; 清野 公広; 内藤 磨; 小関 隆久; 竹永 秀信; 鈴木 隆博; et al.
no journal, ,
国内重点化装置で、かつEUとの幅広いアプローチとして超伝導化改修されるJT-60SAの設計が開始されている。JT-60SAは、先進プラズマ実験を行い、長パルス定常運転シナリオを実証してITERへの支援を目的とする。そのため、高速大容量計算機システムや高速ネットワーク基盤により、さまざまな制御方式に対応できるプラズマ制御システムを構成することが重要である。プラズマ制御システムについては既存システムを最大限再利用した構成とし、高圧力/高自発電流割合を持つプラズマ不安定性の抑制や回避を行いながら長時間維持するため、さまざまな制御手法が適用できる実時間制御システムの大幅な機能向上を中心とした改造を図ることが検討されている。JT-60SAにおけるプラズマ制御システムの設計は、将来のITERを考慮した普遍性の高い機能を充実させることが重要であり、今後さらなる設計仕様の検討が必要である。本報告では、既存装置機器側の状況を踏まえた当面の検討課題を中心に、今回、設計開始直後でのJT-60SAにおけるプラズマ制御システムの設計検討内容を報告する。
栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 中里 命; 鈴木 隆博; 藤田 隆明; 竹永 秀信; 井手 俊介; 鎌田 裕
no journal, ,
トカマク型核融合装置における高圧力プラズマの生成と安定維持にはプラズマ電流分布を能動的に制御する必要があり、その基本機能として電流分布を高精度再構築する実時間算法の開発を進めている。これまでの方法は、電流関数分布及び圧力分布を同一関数形式として自由度を下げ、プラズマ内部の離散点でのMSE計測及び外部の磁気センサーてGrad-Shafranov方程式を解く方法である。関数形式という人工的な制約条件を用いることによる求めた電流分布解の妥当性、すなわち電流及び圧力分布間の物理的整合等に課題を残すものであった。この根本的解決を図るべく、磁気計測と力学平衡の幾何学条件だけから電流分布を再構築する方法の開発を目指す。昨年度報告からの大きな違いは、計算プログラムを全面的に見直し、境界条件の合理化,アルゴリズムの最適化を徹底した点にある。
Mn
O
における磁場誘起誘電相転移と格子不整合-整合磁気相転移木村 宏之*; 脇本 秀一; 鎌田 陽一*; 野田 幸男*; 加倉井 和久; 金子 耕士; 目時 直人; 近 圭一郎*
no journal, ,
MnO(
rare earth, Bi, Y)は巨大電気磁気効果(CMR効果)を示す物質として知られている。CMR効果を示す物質の共通な性質として、磁気秩序と誘電秩序が共存するマルチフェロイック状態があるが、二つの秩序の微視的な相関はまだ明らかにされていない。われわれはその微視的相関を明らかにするために、磁場中中性子回折実験を行って、磁場誘起微視的磁性と誘電性との関係を調べた。その結果、磁場印加によって強誘電相が出現するHoMnOと、それとは逆に強誘電相が消失するErMnOにおいて、誘電相転移と同時に格子不整合-整合磁気相転移が起こることを見いだした。得られた結果から誘電性と磁性の温度-磁場相図を描いてみると、誘電性及び磁性における相境界が完全に一致し、格子整合磁気相でのみ強誘電相が現れることがわかった。このことは、この系で現れる誘電相転移が磁気相転移によって引き起こされ、さらに強誘電相にとって格子整合磁気構造が必須であることを示している。
諫山 明彦; 松永 剛; 小林 貴之; 森山 伸一; 大山 直幸; 坂本 宜照; 鈴木 隆博; 浦野 創; 林 伸彦; 鎌田 裕; et al.
no journal, ,
ITERの標準運転やハイブリッド・シナリオ運転のように、正磁気シアでかつ
=1.5や2のような低
有理面で圧力勾配が高くなる可能性のあるプラズマにおいては新古典テアリングモード(NTM)が発生する可能性がある(
はポロイダルモード数, 
はトロイダルモード数)。NTMを能動的に安定化する手法としては、NTMに起因する磁気島に局所的に電子サイクロトロン(EC)波を入射して電流駆動(ECCD)を行いNTMにより失われた電流を補うことが最も効果的であると考えられ、ITERにおいてもこのシナリオが想定されている。JT-60Uでは、のNTMを完全に安定化するために必要な最小EC駆動電流に関し、ECCD分布幅の異なる2領域において、自発電流密度とEC駆動電流密度との比が0.4程度であることを示した。また、入射EC波を約5kHzで変調して磁気島のO点のみにECCDを行った結果、無変調時に比べ磁気島の減衰速度・減衰量が2倍程度以上大きいことが明らかになった。
吉田 麻衣子; 坂本 宜照; 末岡 通治; 川俣 陽一; 大山 直幸; 鈴木 隆博; 鎌田 裕
no journal, ,
本研究では、JT-60Uにおいてイオン温度分布(勾配)とトロイダル回転の実時間計測と制御を行うために、高速荷電交換再結合分光装置(CXRS)と制御ロジックの開発を行った。本計測器の特長は、実時間分布制御へ最適化するため、エネルギー閉じ込め時間より十分速い分解能(時間分解能2.5ms)と、半径約1mのプラズマ全体を数cmの空間分解能で計測できるチャンネル数(30ch)を有し、任意の空間4点のイオン温度とトロイダル回転速度を数msで精度よく評価できる点にある。また、既存の比例・微分制御ロジックに積分制御を加えることで、時間応答にも長け目標値との偏差も低減できる制御ロジックを開発した。この計測器、及び制御ロジックを用い、内部輸送障壁を有する高ベータ値プラズマの非線形的な応答特性を調べて制御ゲインを最適化することで、内部輸送障壁部において精度よいイオン温度勾配制御を実証した。さらに、負から正への広い領域におけるトロイダル回転速度の実時間制御を実証した。
