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正木 圭
核融合炉, (11), p.30 - 33, 2004/03
JT-60のW型ダイバータ及び第一壁タイル内に残留したトリチウムをイメージングプレート法及び燃焼法により測定した。両者の測定結果は良い一致を示し、ドーム頂部で最もトリチウム濃度が高く、運転時の表面温度が高いダイバ-タ部では低い値を示した。タイル表面の堆積層の厚さを、走査型電子顕微鏡による断面観察により測定した結果、トリチウム分布と堆積層との相関は認められなかった。DD反応で生成される高エネルギートリトンの軌道損失を、軌道追跡モンテカルロコードで計算した結果、計算結果とイメージングプレート法及び燃焼法によるトリチウム分布の測定結果はよく一致した。また、計算結果と燃焼法測定結果との比較から、ダイバータターゲットタイルに取込まれたトリチウムは、タイル表面の温度上昇により放出されたことがわかった。これらのことから、JT-60のダイバ-タ及び第一壁タイルのトリチウム分布は、DD反応で生成される高エネルギートリトンのトロイダル磁場リップルによる損失を反映し、生成時のエネルギーが損失されずに壁に深く入射されていることがわかった。さらに、ダイバ-タタ-ゲットにおいては、タイル表面温度上昇の影響を受け、トリチウムが放出されていることがわかった。
田辺 哲朗*; 杉山 一慶*; 正木 圭; 後藤 純孝*; 飛田 健次; 宮 直之
IAEA-CN-94/EX/P2-11 (CD-ROM), 6 Pages, 2002/00
本研究ではトカマク型臨界プラズマ試験装置JT-60Uのプラズマ対向壁についてトリチウムの表面分布をイメージングプレートで測定した結果について評価した。ポロイダル方向では、直接プラズマが当たらないドームトップタイルや外側バッフル板にトリチウム濃度の高い部分が見いだされた。トリチウム分布は一様分布である一方、トロイダル方向にはトロイダル磁場コイル配置の影響を受けていることが明らかとなった。この分布は、高速トリトンの軌道計算コードOFMCで評価した結果、トロイダル磁場コイルのリップルによる粒子損失で説明可能なことを確認した。高熱となるダイバータ部分では一旦蓄積したトリチウムは、最終的にはプラズマからの熱負荷により脱離する。
Tchernychev, F. V.*; 草間 義紀; 根本 正博; 森岡 篤彦; 飛田 健次; 石田 真一
Plasma Physics and Controlled Fusion, 41(10), p.1291 - 1301, 1999/00
被引用回数：7 パーセンタイル：27.48(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおける高パワー中性粒子ビーム加熱時に、d-d反応で生成されるトリトン(三重水素イオン)のエネルギー分布関数を初めて測定することができた。高ポロイダル
Hモードを生成してトリトン密度を上昇させ、高パワービーム入射を停止した後にロシア・ヨッフェ研究所より導入した荷電交換中性粒子分析器を用いてトリトンの測定を行った。0.3MeV~0.6MeVの範囲でトリトンが中性化されてプラズマを飛び出したトリチウム原子を測定した。それをもとに荷電交換反応を行った相手(ターゲット)を定量的に評価することにより、プラズマ中でのトリトンのエネルギー分布を評価することができた。フォッカープランク方程式から得られるトリトンのエネルギー分布関数と測定された分布関数を比較した結果、両者は良く一致することが明らかになった。測定されたトリトンは非捕捉粒子で、良く閉じ込められていることを示している。
木村 晴行; 草間 義紀; 三枝 幹雄*; Kramer, G. J.*; 飛田 健次; 根本 正博; 近藤 貴; 西谷 健夫; O.DaCosta*; 小関 隆久; et al.
Nuclear Fusion, 38(9), p.1303 - 1314, 1998/09
被引用回数：126 パーセンタイル：95.15(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおけるアルヴェン固有モード、高速イオンの閉じ込め、高速イオンの計測に関する最近の研究成果を発表する。負磁気シア放電では、輸送障壁に強い密度勾配が伴う場合はTAEモードは安定である。密度勾配がゆるいと、多数のTAEモードが安全係数のピッチ極小点付近に現れ、かつ大きな周波数変化(
f~90kHz)が見られる。低q正磁気シア放電ではTAEモードの位置が電流分布の時間発展に伴い、q=1面の外側から内側へと変化する。q=1面の内側に多数の高nモードが存在するときのみMeVイオンの個数が顕著に減少する。負磁気シア放電では、トリトンの燃焼率がかなり劣化する。軌道追跡モンテカルロ計算によれば、トリトンの損失増大の原因はリップル損失である。負磁気シア放電のICRF加熱時の高速イオンの蓄積エネルギーは正磁気シア放電に匹敵する。その他、MeV中性子分析器、
線計測等の開発成果を述べる。
西谷 健夫; 原野 英樹*; G.A.Wurden*
放射線, 24(1), p.67 - 76, 1998/01
JT-60Uにおけるトリトン燃焼研究を目的とし、シンチレーションファイバーを用いた指向性14MeV中性子検出器をロスアラモス研究所との協力研究により開発した。3cm
10cmの円柱に91本の穴を開け、それぞれ1mmのシンチレーションファイバーを挿入し、高速光電子増倍管に接続した。検出器の特性はロスアラモス研の1BF中性子源及び原研のFNSを使用して測定した。その結果指向性は
40°程度で、そのままでは、14MeV発生プロファイル測定には不十分なため、小型のコリメータ内に検出器を組み込んだ。JT-60Uでは、この検出器を用い、中性粒子加熱時にトリトン燃焼により発生する14MeV中性子の時間変化を10msの時間分解能で測定することができた。
原野 英樹*
JAERI-Research 97-060, 132 Pages, 1997/09
JAERI-Research-97-060.pdf:4.49MB
プラズマ中の高速イオンの挙動解明は核融合炉実現のための必須条件であり、トリトン燃焼はそのための最も有効なアプローチの一つである。本研究ではトリトン燃焼の時間変化測定のため、指向性DT中性子検出器シンチレーションファイバ検出器を開発し、JT-60Uに設置した。本検出器は耐放射線性に優れる他、核融合放射線場からDT中性子のみを高時間分解能、かつ高ダイナミックレンジにて選別し測定するという特長を持つことを各種性能試験により確認した。またJT-60Uにて本検出器により測定した放電中のDT中性子発生率の時間変化をOFMCコード等を用いて解析した結果、トリトンの減速過程は古典的減速モデルに従うこと、トリトンの古典的輸送過程はリップル輸送に支配されること等、高速イオンの挙動に関する幾つかの有益な知見が見られた。
飛田 健次; 原野 英樹*; 西谷 健夫; 藤田 隆明; 谷 啓二; 及川 聡洋; 白井 浩; 草間 義紀
Nuclear Fusion, 37(11), p.1583 - 1592, 1997/00
被引用回数：26 パーセンタイル：64.62(Physics, Fluids & Plasmas)負磁気シア放電では、プラズマ中心領域でのポロイダル磁場が弱いため、高速イオンの閉じ込め性能が悪化する恐れがある。実際に、JT-60Uの実験によって高速イオンの閉じ込めの劣化が明らかになった。負磁気シアにおけるトリトン燃焼率は、粒子損失が無いと仮定した計算の1/2から1/3であった。この結果は、負磁気シア放電では高速トリトンのかなりの割合がプラズマから逃げ出すことを示しており、負磁気シアに基づく定常トカマク炉ではMeV級の高速イオンの閉じ込めに留意する必要があることを示唆する。統計リップル損失及び衝突リップル損失が粒子損失の原因と考えられる。
M.Hoek*; 西谷 健夫; M.Carlsson*; T.Carlsson*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 368, p.804 - 814, 1996/00
被引用回数：19 パーセンタイル：81.64(Instruments & Instrumentation)DDプラズマ中で発生する1MeVトリトン(T)はDTプラズマで発生する3.5MeV
粒子と運動パラメータがほぼ同じであるため、Tの挙動から粒子の挙動を類推することができる。1MeV Tは、プラズマ中で減速し、DT反応を起こして14MeV中性子を放出する。ここでは、DD反応による2.5MeV中性子とトリトン燃焼による14MeV中性子の発生量を放射化箔法で測定した。測定されたトリトン燃焼率(14MeV中性子/2.5MeV中性子)は、プラズマ電流とともに増加し、プラズマの大半径とともに減少しており、トリトンに対するリップル損失を示唆している。
