Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
伊藤 華苗; 山田 武*; 篠原 朗大*; 高田 慎一; 川北 至信
Journal of Physical Chemistry C, 125(39), p.21645 - 21652, 2021/10
被引用回数：4 パーセンタイル：29.65(Chemistry, Physical)The catalyst layer (CL) in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) plays a critical role in the performance of a PEFC. In this study, we investigate the water dynamics in the CL using quasielastic neutron scattering (QENS) and small-angle neutron scattering. The temperature dependence of the mean square displacement 
u
shows that the freezing of water does not occur at a melting temperature in the Nafion thin film of the CL, suggesting that the water is confined in a smaller region than 
15 
. The QENS measurements established three kinds of water in the CL: immobile water tightly connected to a sulfonic group, water in a fast mode assigned to free diffusion restricted in a sphere, and water in a slow mode described by a jump diffusion model. Assuming that these three modes were independent, the number of water molecules in each mode was estimated. On discussing the structure and dynamics elucidated in the study, we finally conclude that the coupled model of the fast and slow modes is plausible for describing the diffusion of water confined in the thin Nafion film of the CL.
-ray for improvement neutron emission profile measurement内田 雄大*; 高田 英治*; 藤崎 明広*; 磯部 光孝*; 小川 国大*; 篠原 孝司; 富田 英生*; 河原林 順*; 井口 哲夫*
Review of Scientific Instruments, 85(11), p.11E118_1 - 11E118_4, 2014/11
被引用回数：9 パーセンタイル：40.01(Instruments & Instrumentation)Neutron and -ray discrimination with a digital signal processing system has been used to measure the neutron emission profile in magnetic confinement fusion devices. However, a sampling rate must be set low to extend the measurement time because the memory storage is limited. Time jitter decreases a discrimination quality due to a low sampling rate. As described in this paper, a new charge comparison method was developed. Furthermore, automatic neutron- discrimination method was examined using a probabilistic approach. Analysis results were investigated using the figure of merit. Results show that the discrimination quality was improved. Automatic discrimination was applied using the EM algorithm and k-means algorithm.
篠原 正憲; 茂木 利広; 齋藤 賢司; 高田 昌二; 石見 明洋; 勝山 幸三
JAEA-Technology 2012-026, 21 Pages, 2012/08
JAEA-Technology-2012-026.pdf:2.31MB
2010年3月の原子炉停止中に、広領域中性子検出器(WRM)が開発時の動作実績期間より短い使用時間で動作不能となる事象が発生した。本事象の原因調査を行い、WRMの使用期間を向上させることは高温ガス炉の基盤技術開発において重要である。そこで、事象発生部位の特定及び破損原因を調査するため、製作メーカにてWRM模擬試験体を製作し、短絡状態を模擬した特性インピーダンス波形測定並びに照射燃料集合体試験施設(FMF)にて高エネルギーX線CT検査装置を用いた照射後試験(PIE)を実施した。本報告書は、WRMの動作不能の原因調査及びPIE結果をまとめたものである。
藤澤 彰英*; 井戸 毅*; 清水 昭博*; 岡村 昇一*; 松岡 啓介*; 井口 春和*; 浜田 泰司*; 中野 治久*; 大島 慎介*; 伊藤 公孝*; et al.
Nuclear Fusion, 47(10), p.S718 - S726, 2007/10
被引用回数：100 パーセンタイル：95.26(Physics, Fluids & Plasmas)帯状流の物理の実験的進展につきレビューする。新しい測定器により、プラズマ中の帯状流の存在が確認され、その時間空間特性,乱流や閉じ込めとの関係が明らかにされてきた。特に、測地的音波モードという振動帯状流について、測定結果が集積し、理論的進展をうながしている。乱流による帯状流の生成機構も解明されつつある。各国の装置の結果を比較,協力することにより、今後もなお一層、帯状流と閉じ込めとの関係の解明を進めることが重要である。
篠原 孝司; 磯部 光孝*; Darrow, D. S.*; 清水 昭博*; 永岡 賢一*; 岡村 昇一*
Plasma and Fusion Research (Internet), 2, p.042_1 - 042_8, 2007/09
A scintillator-based lost ion probe can measure the temporal evolution of both the gyro-radius and the pitch angle of energetic ions escaping a magnetically-confined plasma. On this system, the time resolution of the detailed two-dimensional (2D) measurement is determined by a framing rate of the video camera that records the luminous images produced by the ions striking the scintillator plate. By installing an image-intensified high-speed video camera system, the temporal resolution was improved from about 33 ms to 0.07 ms. We have successfully captured some new fast features caused by bursting modes, whose time scale is a few milli-second, induced by a neutral beam injection.
藤澤 彰英*; 井戸 毅*; 清水 昭博*; 岡村 昇一*; 松岡 啓介*; 浜田 泰司*; 星野 克道; 永島 芳彦*; 篠原 孝司; 中野 治久*; et al.
Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 12 Pages, 2007/03
帯状流に関する実験の現状についてまとめる。測定の進歩により、帯状流の存在,時間空間特性,乱流との関係,閉じ込めとの関係などが明らかになりつつある。特に、帯状流の一種である測地的音波モードの測定結果の集積により、これを記述できる理論の構築が必要となっている。これらの帯状流と閉じ込めの解明をさらに進めるためには、装置間の横断的研究が非常に有効であると考えられる。
磯部 光孝*; 東井 和夫*; 松下 啓行*; 後藤 和幸*; 鈴木 千尋*; 永岡 賢一*; 中島 徳嘉*; 山本 聡*; 村上 定義*; 清水 昭博*; et al.
Nuclear Fusion, 46(10), p.S918 - S925, 2006/10
被引用回数：30 パーセンタイル：69.47(Physics, Fluids & Plasmas)将来の核融合炉におけるアルファ粒子等の高速イオンによるMHD不安定性の励起とそれに伴うアルファ粒子の異常損失の危惧から、近年、高速粒子モード(EPM)やTAEモードといったMHD不安定性と高速イオンとの相互作用、並びにその結果生ずる高速イオン輸送・損失に関する研究が重要視されるようになってきている。核融合科学研究所のCompact Helical System(CHS)では、シンチレータを利用した高速イオンプローブ,高速中性粒子分析器、並びに多チャンネルHalpha光計測システム等を駆使して上記を研究対象とした実験を進めている。最近の研究から、中性粒子ビーム(NB)加熱プラズマにおいて発生するバースト的EPMモード(m/n=3/2)により、入射エネルギー近傍のエネルギーを持つ高速イオンのみが大半径方向外側へ排出されていることがわかった。磁場揺動レベルが最大に達した頃に高速イオンの排出が始まり、磁場揺動の周波数は、排出が始まると同時にダウンシフトを示す。高速イオン排出が収まるのとほぼ同時に磁場揺動も収まり、これらの観測結果は、このモードは入射エネルギー近傍の高速ビームイオンによりいわば共鳴的に励起されていることを示唆している。また、TAEモードについては、2機のNBを低密度プラズマに接線co-入射した場合に、顕著な高速イオンの排出が確認された。
永岡 賢一*; 磯部 光孝*; 篠原 孝司; 長壁 正樹*; 清水 昭博*; 岡村 昇一*
Plasma and Fusion Research (Internet), 1(1), p.005_1 - 005_2, 2006/01
方向性プローブ法は、イオンや電子の分布関数の非等方性を計測することが可能であり、イオン流速の測定法として広く用いられている。この方向性プローブ法を核融合科学研究所のCompact Helical System(CHS)におけるプラズマ中の高エネルギーイオン計測に適用し、最外殻磁気面内側で高エネルギーイオンの局所計測に成功した。2つの計測法実証実験が行われた。一つは、中性粒子ビームのモジュレーションであり、ビームのオン,オフに対応した信号が方向性プローブで観測された。同時に計測が行われた中性粒子分析器(NPA)の結果とも矛盾がなかった。もう一方は、高エネルギー粒子励起のMHDバースト(EPMモード)による高エネルギーイオンの損失を方向性プローブで計測した。Ctr方向のイオン束には、MHDバーストに伴う粒子束の変化が観測されなかったのに対して、Co方向の粒子束にはMHDバーストに対応したイオン束の顕著な増加が観測された。損失イオンプローブ(LIP)による観測結果とも矛盾がなかった。これらの結果から、高エネルギーイオンを方向性プローブ法で計測できることを実験的に示すことができた。
篠原 孝司; 磯部 光孝*; Darrow, D. S.*; 清水 昭博*; 永岡 賢一*; 岡村 昇一*
no journal, ,
損失イオンプローブにおいて、損失イオンはプローブ内に設置されたシンチレータスクリーンを光らせるが、光った点の2次元座標から、そのイオンのジャイロ半径とピッチ角を決定できる。これらの情報をもとに損失してきたイオンの軌道を逆に追い、そのイオンの起源に関する情報を得ることができる。このプローブはCompact Helical System(CHS)プラズマ境界から数cm離れており、計測対象の損失イオンは数十keVレベルの高速イオンである。CHSにおいて高速イオンの挙動で関心が高いものの一つが、CHSバーストと呼ばれる数msの時間スケールの高速イオン起因不安定性が高速イオンにおよぼす影響である。このような速い時間スケールの現象を観測するには、シンチレータスクリーン上の微弱光の高時間分解での2次元計測を要する。そのために、損失イオンプローブのカメラを、イメージインテンシファイア付きの高速カメラへと更新した。高速化することでCHSバーストが高速イオンに与える影響の詳細を調査できるようになった。本発表では、高速カメラによって新たに観測された高速イオン挙動について報告する。
伊藤 華苗; 山田 武*; 篠原 朗大*; 高田 慎一; 川北 至信
no journal, ,
The catalyst layer (CL) in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) plays a critical role in the performance of a PEFC. In this study, we investigate the water dynamics in the CL using quasielastic neutron scattering (QENS) and small-angle neutron scattering. The temperature dependence of the mean square displacement u shows that the freezing of water does not occur at a melting temperature in the Nafion thin film of the CL, suggesting that the water is confined in a smaller region than 15 . The QENS measurements established three kinds of water in the CL: immobile water tightly connected to a sulfonic group, water in a fast mode assigned to free diffusion restricted in a sphere, and water in a slow mode described by a jump diffusion model. Assuming that these three modes were independent, the number of water molecules in each mode was estimated. On discussing the structure and dynamics elucidated in the study, we finally conclude that the coupled model of the fast and slow modes is plausible for describing the diffusion of water confined in the thin Nafion film of the CL.
