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工藤 祐介; 沢井 友次; 櫻井 真治; 正木 圭; 鈴木 優; 笹島 唯之; 林 孝夫; 高橋 龍吉*; 本田 正男; 實川 資朗; et al.
Journal of the Korean Physical Society, 49(96), p.S297 - S301, 2006/12
JT-60Uでは、大体積運転においてプラズマ加熱の低下,プラズマ対向機器への熱負荷の増大を引き起こすトロイダル磁場のリップル損失を低減するため、フェライト鋼製タイルの導入を図った。JT-60Uでは重水素運転であるため、中性子発生量が低いことから、フェライト鋼として、F82Hの放射化元素の含有成分の制限を緩めた8Cr-2W-0.2V鋼を製作した。製造されたフェライト鋼は焼戻しマルテンサイト構造を示し、十分な、磁気,機械特性であった。鋼板の飽和磁化は573Kで1.7Tであり、予想より低かったものの、JT-60Uの運転では十分有効であることが計算により確認された。8-9Crフェライト鋼の飽和磁化に対する材料条件を調べることは、フェライト鋼を炉内構造物として使用する将来の核融合装置において重要である。
test results of a D-shaped Nb
Al CICC coil fabricated with a react-and-wind process for the National Centralized Tokamak安藤 俊就*; 木津 要; 三浦 友史*; 土屋 勝彦; 松川 誠; 玉井 広史; 石田 真一; 小泉 徳潔; 奥野 清
Fusion Engineering and Design, 75-79, p.99 - 103, 2005/11
被引用回数：1 パーセンタイル：10.41(Nuclear Science & Technology)トカマク国内重点化装置のTFコイルはNbAl導体を用い、リアクト・アンド・ワインド法で製作することが検討されている。その製作方法の妥当性を実証するために、実機サイズの導体に0.4%の曲げ歪みを加えて巻き線したコイルサンプルを試作し、試験した結果、その臨界電流値は曲げ歪みを加えていない導体サンプルの臨界電流値とほとんど同じであった。このことは、コイル製作時の曲げ歪みによって臨界電流値が約10%低下するとの予想に反し、実機コイルの製作には朗報である。この現象について解析を行った結果、導体のケーブル部を構成するNbAl線が曲げ加工中に互いに滑ったことが予想された。その考察、解析について議論する。
浦田 一宏*; 篠原 孝司; 鈴木 正信*; 鎌田 功*
JAERI-Data/Code 2004-007, 45 Pages, 2004/03
JAERI-Data-Code-2004-007.pdf:5.63MB
トカマク型核融合装置では、離散的トロイダル磁場コイル(TFC)のつくるトロイダル磁場にリップルが存在して高速イオンの損失を招き、真空容器の損傷につながる。近年、強磁性体を用いてリップル損失を低減する手法が提案され、低放射化,高熱伝導率特性を併せ持った低放射化フェライト鋼の核融合炉への導入が検討されている。しかし実際の装置では、他機器との干渉のため、リップル低減に効果的なトロイダル対称性を持ったフェライトの設置が困難となる場合がある。また損失境界である第一壁形状がトロイダル対称性を持たない場合がある。このような理由から実機に即したリップル補正磁場中の高速イオン損失計算を行うためには、トロイダル非対称性を取り扱えることが望ましい。そこで、フェライト鋼によるリップル補正磁場を計算するFEMAG(FErrite generating MAGnetic field)コードの開発を進め、トロイダル非対称の場合でも全トーラス磁場の計算を高速で行えるようにした。さらにこの磁場データを基礎として、高速イオン損失を計算する軌道追跡モンテカルロコードOFMC(Orbit Following Monte Carlo)をトロイダル非対称性が取り扱えるように改良した。FEMAG/OFMCコードの使用方法,JFT-2M装置による実験結果の解析評価とトカマク国内重点化装置の設計検討への適用について報告する。
古川 勝; 徳田 伸二
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.6, p.210 - 213, 2004/00
これまでに、トロイダル回転シアはトカマクにおけるバルーニングモードの摂動エネルギーを減衰させ、その結果モードを安定化することを数値的に明らかにした。しかし、その減衰が引き起こされる物理機構は未解明である。これを明らかにするには解析的手法によるのが明快であると考えられるが、数値的研究に用いている方程式は複雑で解析には不向きである。したがって、本研究では、トロイダル回転を含めてバルーニングモードを記述するのに必要な基本的要素を残して簡単化したモデル方程式を導いた。さらに、その数値解を元の方程式のものと比較することにより、モデル方程式が今後の解析的研究に適切であることを示した。
石井 康友; 安積 正史; 岸本 泰明
Physics of Plasmas, 10(9), p.3512 - 3520, 2003/09
被引用回数：12 パーセンタイル：36.95(Physics, Fluids & Plasmas)負磁気シアプラズマで重要となるダブルティアリングモード(DTM)の非線形不安定化過程における電流点形成の詳細な過程と、その爆発的成長領域での役割を明らかにした。電流点形成は、これまでに知られている電流シートを伴った磁気再結合過程とは反対に、DTMの成長とともに磁気再結合領域に形成されるプラズマ電流の縦横比(逆アスペクト比)が増大することを初めて明らかにした。異なった抵抗値に対しては、形成される電流点の逆アスペクト比,絶対値が異なる。この性質が、爆発敵領域での非線形成長率の抵抗値非依存性の原因であることを明らかにした。さらに、トロイダル配位でのシミュレーションを行うことにより、乱雑磁場中においても、コヒーレントな電流点構造が形成・維持される可能性を示した。
濱田 一弥; 小泉 徳潔
プラズマ・核融合学会誌, 78(7), p.616 - 624, 2002/07
現在、ITER等のトカマク型核融合炉の設計には、高磁場性能,高耐電圧性能,電磁力に対する高剛性の要求から、強制冷却型超伝導コイルが採用されている。強制冷却型超伝導コイルにおいては、超伝導の電気抵抗ゼロの特性や反磁性という性質に、ケーブル・イン・コンジット導体(CICC)特有の複雑な構造が加わることにより、多様な電磁現象が発生することが知られている。最近特に解明に労力が注がれているのは,導体内部に発生する不均一電流による通電安定性に対する影響や変動磁場で発生する導体の交流損失現象である。CICCの開発においては、超伝導素線のヒステリシス損失及び交流損失及び導体内部での不均一電流による不安定性について研究が進展し、素線のフィラメント配置の最適化や、素線間の接触抵抗の制御を行うことによって、ITERモデル・コイルのような大型超伝導コイルの開発に成功することができたので、その概要を報告する。
W.Liu*; 三浦 幸俊; JFT-2Mグループ
プラズマ・核融合学会誌, 74(7), p.753 - 757, 1998/07
JFT-2Mでは、外部ヘリカル磁場を印加し、ELMを制御してH-モードを定常化することに成功している。そのELMy H-モードの特性に関し、以下の5点を中心に発表する。(1)外部ヘリカル磁場を印加しELMが発生すると、密度と放射損失の上昇が抑えられてH-モードが定常化される。(2)ELMの発生周波数は、外部ヘリカル磁場の強度とともに上昇する。(3)ELM発生には外部ヘリカル磁場のn≧4のトロイダルモードが有効である。(4)低安全係数(q
~2.5)では、ELMの振幅が増大し、初めは1個のELMであるが、数十ミリ秒後には2~3個のELMが連続して発生する。(5)2つの磁気プローブを用いて、連続して発生するELM時の磁場揺動を調べたところ、2つ目のELM時には約400kHzに強い相関を持ち、トロイダルモード数がn≧4である可能性が高い。
J.R.Miller*; L.Bottura*; 小泉 興一; A.Kostenko*; J.Minervini*; N.Mitchell*; 多田 栄介; 吉田 清
IAEA-CN-53/F-3-7, 7 Pages, 1990/00
国際熱核融合実験炉(ITER)は、四ヶ国(日本、ヨーロッパ連合、米国及びソ連)共同で設計を進めている熱出力1GW級の実験炉である。本作業は、1989年当初から開始され、今年末で概念設計段階を終了する予定となっている。本件では、概念設計段階で検討した超電導コイルシステム(トロイダル及びポロイダルコイル)の基本的特性について記述する。本超電導コイルシステムは、NbSnを用いた強制冷凍型導体で最大11.2Tを発生する16個のトロイダルコイル及び最大13.5Tを発生する8個の中心ソレノイド並びにプラズマ平衡のための6個の外側ポロイダルコイルから構成されており、通電電流値はいずれも30~40kA、使用電圧20kV、総熱負荷100kW、総冷却重量12,000tonという諸元を有している。
高橋 良和; 西 正孝; 安藤 俊就; 島本 進
JAERI-M 85-189, 11 Pages, 1985/11
高磁界トロイダル・コイル用に開発した12T-10KA級超電導導体を試験するためのバックアップ磁界用スプリット・コイル(Splitar-15)の製作を進めている。このコイルは、最大発生磁界15Tと高く、また幾何学的制約により巻線部における平均電流密度が、70A/mm
以上と大きく、非常に高い性能のコイルである。このSplitar-15を完成させるために行ったR&D作業で得られた以下の成果について報告する。(1)R&Dコイルの励磁実験により、最大発生磁界15.25T、巻線部平均電流密度140A/mmを実証した。(2)導体の熱処理時間を最適化することにより、導体内安定化銅の残留抵抗値を小さくし、かつ充分大きな臨界電流密度をもつ、安定性の高い導体を製作することができた。(3)導体内の超電導フィラメント径を小さくすることによりフラックス・ジャンプの少ない磁気的に安定な導体を製作することができた。
西 正孝; 奥野 清; 高橋 良和; 辻 博史; 安藤 俊就; 島本 進
低温工学, 19(2), p.163 - 169, 1984/00
核融合用超電導トロイダル・コイル開発を目的としたIEA国際協力作業-Large Coil Task(LCT)-用の日本のテスト・コイルの国内試験で得られた電気磁気的結果について述べる。
島本 進; 安藤 俊就; 檜山 忠雄; 辻 博史; 高橋 良和; 多田 栄介; 西 正孝; 吉田 清; 奥野 清; 小泉 興一; et al.
JAERI-M 82-044, 189 Pages, 1982/06
核融合用超電導コイルをトロイダル配列でテストするための装置として、クラスター・テスト装置を建設した。本装置は試験装置ではあるが、装置の構成要素である、2ケのコイルは設計磁界7Tの大型超電導コイルであり、それ自身、開発的意味をもつものである。昨年8月、He冷凍系では若干の障害に遭遇したが、装置の定格電流による励磁試験に成功した。このとき、とくに、コイル脚部の熱侵入量が大きかったため、改善検討を加え、本年4月、再度、冷却、励磁試験を行い、所定の性能を確認した。
吉田 英俊; 岸本 浩; 山本 新; 仙石 盛夫; 安積 正史; 滝塚 知典; 二宮 博正; 田村 早苗
JAERI-M 9789, 28 Pages, 1981/11
トロイダル・リップル磁場やポロイダル磁場コイルの据付誤差によるエラー磁場などの非軸対称な磁気揺動の影響下でのJT-60のダイバータ配位の磁気構造を数値的に検討した。これらの磁気揺動により、セパラトリックス近傍にエルゴディック層が形成され、それらはスクレープオフ層を拡げるとともに、境界プラズマから粒子を磁力線に沿って流出させる可能性について論じた。
島本 進; 安藤 俊就; 檜山 忠雄; 辻 博史; 高橋 良和; 吉田 清; 多田 栄介; 西 正孝; 奥野 清; 小泉 興一; et al.
IEEE Transactions on Magnetics, 17(5), p.1734 - 1737, 1981/00
IEAの国際協力として、原研で進めているLCT作業について、最近の実証試験の成果とコイル製作状況について発表する。
島本 進; 安藤 俊就; 檜山 忠雄; 辻 博史; 高橋 良和; 吉田 清; 多田 栄介; 西 正孝; 奥野 清; 小泉 興一; et al.
IEEE Transactions on Magnetics, 17(5), p.2234 - 2237, 1981/00
被引用回数：1 パーセンタイル：29.82(Engineering, Electrical & Electronic)原研で進めているクラスター・テスト・プログラムについて、クラスター・テスト・コイルの実験をとおして得られた成果と、テスト・モジュール・コイルによる今後の作業内容を発表する。
伊藤 公孝; 伊藤 早苗*; 津田 孝
Journal of the Physical Society of Japan, 50(2), p.655 - 658, 1981/00
被引用回数：6 パーセンタイル：53.82(Physics, Multidisciplinary)トロイダルモード数の高い短波長電磁バルーニングモードについて粒子運動学的方法を用いて解析する。プラズマ圧力、イオンラーマ半径、DBドリフト、磁気シア及び磁力線方向の伝導度等の効果を考慮に入れる。無衝突高温トロイダルプラズマ中に新らしい非局所モードがあることを見出した。この高モード数トロイダルモードは不安定であり、その成長率はドリフト周波数程度である。この解析によって、トロイダルプラズマに
値の上限を課す高nバルーニング不安定性について、粒子運動論的効果を考慮に入れたより精密な解析がはじめて可能となった。
炉設計研究室
JAERI-M 8666, 230 Pages, 1980/03
第2次予備設計基本仕様に基づき、出力125MWの核融合実験炉超電導マグネットシステムに関する設計研究を行った。本研究の目的は(1)超電導マグネットシステムの概念を明確にすること、(2)第1次予備設計でそれぞれ独立に成されたトロイダルマクネットとポロイダルマクネットの設計において生じた問題点を解決すること、(3)超電導マグネットシステムに関する設計製作上の問題点を抽出し、今後に進められる実験炉の設計、開発に資することである。本研究にぉいては、トロイダルコイルの電気絶縁物とヘリウム槽に関して若干の問題点を残したが、マグネットシステム全体に影響を及ぼす設計上の問題点は残されていない。製作上の主たる問題点としては、ポロイダルコイルのFRPヘリウム槽、超電導導体の巻線方法があげられる。これらについては今後の研究課題としたい。
松岡 清吉*; 井戸村 泰宏; 佐竹 真介*
no journal, ,
軸対称トカマクにおいて非軸対称の摂動磁場が存在した場合、軸対称性が破れることで新古典粘性が誘起され運動量輸送やプラズマの回転分布などに影響を与える。本研究では、新古典トロイダル粘性をfull-fジャイロ運動論シミュレーションを用いて評価し、その評価法や結果の妥当性について検討している。発表では、トカマクに微小な共鳴摂動磁場が印加された場合の新古典トロイダル粘性のパラメータ依存性について、理論及び新古典輸送コードによる結果と比較することで議論する。
