Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
竹永 秀信; 大山 直幸; 諫山 明彦; 稲垣 滋*; 滝塚 知典; 藤田 隆明; 三浦 幸俊
Europhysics Conference Abstracts (CD-ROM), 29C, 4 Pages, 2005/00
強い内部輸送障壁(ITB)を有するJT-60Uの負磁気シアプラズマにおいて、ペレットを入射した直後に、密度揺動の低下を示す反射計スペクトルの変化を得るとともに、中心密度や蓄積エネルギーの増加が観測された。ペレット入射前後での粒子及びパワーバランス解析では、実効的粒子拡散係数とイオン熱拡散係数の低下が観測されたが、電子熱拡散係数の低下は観測されなかった。密度揺動と電子系熱輸送の関係を明らかにするために、ペレット入射から20msまでの過渡輸送解析を行った。ペレットの侵入位置はITBの外側(r/a=0.8近傍)であり、ペレット溶発によるコールドパルスがITB領域に到達した後に、反射計スペクトルが変化している。コールドパルスの伝搬による電子温度の時間変化を説明するためには、反射層近傍の内側ITB領域で熱拡散係数が減少、外側ITB領域で増加させる必要があることを明らかにした。内側ITB領域での熱拡散係数減少の時間スケールは、反射計スペクトル変化の時間スケールより緩やかであり、電子温度分布の変化の時間スケールと同程度である。この結果は、電子温度分布がペレット入射前と同程度に回復した時刻でのパワーバランス解析と矛盾しない。このことは、電子系の熱輸送が測定された波数領域の密度揺動と直接的に関連していないことを示していると思われる。
坂本 宜照; 鈴木 隆博; 井手 俊介; 小出 芳彦; 竹永 秀信; 鎌田 裕; 藤田 隆明; 福田 武司; 滝塚 知典; 白井 浩; et al.
Nuclear Fusion, 44(8), p.876 - 882, 2004/08
被引用回数：34 パーセンタイル：71.92(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおいてイオン熱拡散係数の径電場シアに対する応答を調べ、以下の結果を見いだした。(1)正磁気シアプラズマでは、コア部のイオン熱拡散係数は加熱パワーに対してLモード,弱いITB,強いITBへと変化することを示す。しかしながら負磁気シアプラズマでは、加熱パワー増大に伴うイオン熱拡散係数の上昇は観測されない。(2)正磁気シア及び負磁気シアプラズマの弱いITBにおけるイオン熱拡散係数は径電場シアの増大に伴い緩やかに低減する。弱いITBから強いITBへの変化において実効的な径電場シアの閾値が存在する。(3)負磁気シアプラズマにおける実効的な径電場シアの閾値は正磁気シアプラズマよりも小さい。
TiO
星野 毅; 小林 剛*; 梨本 誠*; 河村 弘; 寺井 隆幸*; 山脇 道夫*; 高橋 洋一*
Journal of the Ceramic Society of Japan, Supplement, Vol.112, No.1 (CD-ROM), p.S354 - S357, 2004/05
チタン酸リチウム(LiTiO)は、良好なトリチウム回収特性等の観点から、核融合炉ブランケット用トリチウム増殖材料として期待されている。しかし、LiTiOは不定比構造を持つため、熱物性データに影響を与えると思われるが、これまでに報告されている熱容量や熱伝導率などの測定値は、研究者により異なり確立されていない。本研究では、LiO/TiOの組成比を変化させて作成したLiTiOについて、レーザーフラッシュ法により1100Kまでの熱物性を測定し、不定比構造による熱物性への影響について比較検討を行った。LiTiOの熱伝導率は、LiO/TiO比の減少とともに不定比性化合物へと変化することや、Li
Ti
O
の第2相が生成することの影響で低下することがわかった。また、熱伝導率の温度依存性は700Kを境に、理論式から算出した値と明らかな差異が見られ、高温X線回折により格子定数の変化が熱伝導率の温度依存性に大きな影響を与えていることを解明した。
藤田 隆明; 福田 武司*; 坂本 宜照; 井手 俊介; 鈴木 隆博; 竹永 秀信; 居田 克巳*; 出射 浩*; 下妻 隆*; 藤澤 彰英*; et al.
Plasma Physics and Controlled Fusion, 46(5A), p.A35 - A43, 2004/05
被引用回数：26 パーセンタイル：63.64(Physics, Fluids & Plasmas)電子サイクロトロン波(EC)加熱を用いて、JT-60Uプラズマにおける電子の内部輸送障壁(ITB)の形成条件を調べた。低密度で、中性粒子ビーム加熱パワーが少ない場合に、EC加熱パワーの系統的なスキャンを行った。負磁気シアプラズマの場合には電子温度勾配が空間的に変化する点が出現し、その内側の電子温度勾配がEC加熱パワーとともにすみやかに増大し、電子熱拡散係数が1m
/s以下となったのに対して正磁気シアプラズマの場合は電子温度分布は滑らかなままであり、その最大値も小さい値に留まり、電子熱拡散係数は1m/s以上であった。このことから、負磁気シアの方が電子ITBが形成されやすいことがわかった。一方、中性粒子ビーム加熱パワーが大きく、イオンのITBが形成される場合には、正磁気シアにおいても電子ITBが形成されることが観測された。これは、イオンのITBの形成に伴う大きな径電場勾配あるいは圧力勾配が電子ITBの形成に有効に働いたためと考えられる。
TiO
pebble bed under neutron irradiation河村 弘; 菊川 明広*; 土谷 邦彦; 山田 弘一*; 中道 勝; 石塚 悦男; 榎枝 幹男; 伊藤 治彦
Fusion Engineering and Design, 69(1-4), p.263 - 267, 2003/09
被引用回数：3 パーセンタイル：25.75(Nuclear Science & Technology)JMTRにて中性子パルス運転模擬照射試験体の照射試験を行い、ITERブランケットテストモジュールを設計するうえで必要不可欠な中性子照射下のチタン酸リチウム(LiTiO)微小球充填層中の見かけの熱拡散率を調べた。定速昇温法により測定した結果、LiTiO微小球充填層の見かけの熱拡散率は、照射温度と中性子照射量の増加とともに減少することがわかった。一方、スイープガス流量の影響は、0
600cm
/minの間では見られなかった。
白井 浩
プラズマ・核融合学会誌, 79(7), p.691 - 705, 2003/07
エネルギーバランスの式に基づいたトロイダルプラズマにおける熱輸送解析及び熱輸送シミュレーションの手法をまとめた。ジュール加熱,NBI加熱,RF加熱,
加熱の概要を説明した。エネルギー損失機構の中で、熱伝導損失と放射損失は、それぞれプラズマ中央部及び周辺部において支配的である。トカマクにおいてによって生じる異常輸送は新古典輸送よりもはるかに大きい。輸送を増加させるその他のメカニズムである鋸歯状振動及び磁気島形成についても示す。
坂本 宜照; 鈴木 隆博; 井手 俊介; 小出 芳彦; 竹永 秀信; 鎌田 裕; 藤田 隆明; 滝塚 知典; 白井 浩; 福田 武司
プラズマ・核融合学会誌, 78(9), p.941 - 948, 2002/09
内部輸送障壁(ITB)を伴う閉じ込め改善プラズマは、先進トカマク運転に適しているだけでなく、異常輸送を引き起こす原因を解く鍵となる。一般にITBの形成において加熱閾パワーが存在すると考えられている。本研究の目的は、ITB形成においてもL/H遷移のように明確な閾パワーが存在するか、あるいはITB形成による輸送の応答は連続的なのかを調べることである。そこで輸送特性の加熱パワー依存性を調べた。その結果、3MW以上の加熱パワーでパラボラ型のITBを形成し、イオンの熱拡散係数は加熱パワーに対して連続的に減少することが明らかになった。また8MWの加熱パワーでは、パラボラ型からボックス型のITBへ遷移し、この時のイオンの熱拡散係数の応答は不連続的であることが明らかになった。
Neudatchin, S. V.; 滝塚 知典; 白井 浩; 藤田 隆明; 諫山 明彦; 鎌田 裕; 小出 芳彦; 鈴木 隆博; 竹治 智
Plasma Physics and Controlled Fusion, 44(5A), p.A383 - A389, 2002/05
被引用回数：13 パーセンタイル：40.58(Physics, Fluids & Plasmas)内部輸送障壁近傍の熱拡散係数が急激に変動する現象、ITB事象、がJT-60中の負磁気シアプラズマにおいて観測されており、この現象の解析を進めてきた。ここでは、プラズマ周辺で起こるL-H-L遷移とほぼ同時に発生するITB事象について、その動的挙動とL-H-L遷移との相互作用を記述する。H-L遷移により、弱いITBの領域でほぼ同時的に劣化ITB事象が発生し熱拡散係数が増加する。Lモード期間中に改善ITB事象が発生し熱拡散係数が減少し強いITBが形成される。L-H遷移により、同時的に劣化ITB事象が発生し、負磁気シア領域まで熱拡散係数を増加させる。その後のHモード期間中に、再びITBが改善される場合もある。
上原 和也; 前田 満; 津島 晴*; 雨宮 宏*
Contributions to Plasma Physics (CD-ROM), 42(2-4), p.384 - 388, 2002/04
実験的に得られているトカマク周辺のプラズマパラメーターから電子及びイオンの粒子拡散係数D
,D
や熱拡散係数
,を求めるためのスクレイプオフ層の輸送モデルをさらに発展させ、より精密なものにした。粒子保存の式とエネルギー保存の式が解かれ、今まで無視していた電離と荷電交換損失によるソース項も正確に取り入れた。D
と(j=e,i)は磁力線に沿った結合長L,イオン温度T
,電子温度T
,密度と温度勾配の減衰長
,
,
それにマッハ数Mの関数として表現される。JFT-2Mの静電プローブ類でこれらのデータは得られているので、Dやが正確に求められる。評価の一例として、JFT-2Mで得られているT/T=26,M=0.060.2のパラメーターでは
D
DD
という結果が得られた。ただし、D
とは測定点におけるボーム拡散係数と新古典論に基づく拡散係数である。
石井 敏満; 稲垣 照美*; 坂根 泰輔*; 中谷 隆彦*; 大岡 紀一; 近江 正男; 星屋 泰二
非破壊検査, 51(4), p.223 - 230, 2002/04
赤外線サーモグラフィを用いた非破壊試験法は、材料や構造物の内部欠陥を遠隔かつ非接触で検出できる一方で、欠陥の定量的検出手法の確立が急務となっている。本研究では、母材より熱拡散率の小さい人工内部欠陥を有する試験片を裏面から非定常加熱した場合に、試験片表面に生じる不規則な温度分布を赤外線カメラで測定し、その熱画像から欠陥を識別した。また、開発した解析コードによる非定常三次元熱伝導の数値解析の結果、試験片表面では内部欠陥の上部に相当する位置の温度がその周辺に比べて低温となり、その温度変化が実験結果と良好に対応することを確認した。これにより、欠陥寸法等に依存して生じる表面温度変化の定量評価の見通しを得た。さらに、同じ欠陥を有する試験片の表面では、熱拡散率が小さい母材ほど欠陥上部の位置とその周辺との温度差は大きくなり、熱拡散率と温度差の相関についても定量評価できる見通しを得た。
山田 禮司; 井川 直樹; 田口 富嗣
Advanced SiC/SiC Ceramic Composites: Developments and Applications in Energy Systems; Ceramic Transactions Vol. 144, p.289 - 299, 2002/00
SiC/SiC複合材料の熱拡散率測定の計算機シミレーションを有限要素法で行った。SiC繊維とマトリックスの熱伝導率及びSiC繊維の体積率をパラメータに、複合材料の熱拡散率の計算を200
と900のケースで行った。その結果、一般のSiC繊維では繊維体積の増加とともにSiC/SiC複合材料の熱拡散率は減少するが、結晶性に優れかつ結晶粒の大きなSiC繊維の場合には減少することは無く、むしろマトリックスの熱伝導率が比較的小さい場合、SiC繊維の増加とともにより大きな値を示した。これらの傾向は、絶対値を別にすれば、200及び900において共通に見られた。
Neudatchin, S. V.; 滝塚 知典; 白井 浩; 藤田 隆明; 諫山 明彦; 鎌田 裕; 小出 芳彦; Dnestrovskij, Y. N.*
JAERI-Research 2001-056, 32 Pages, 2001/12
JAERI-Research-2001-056.pdf:1.31MB
JT-60U中の内部輸送障壁(ITB)を持つ正及び負磁気シアプラズマ中の速い時間スケールとゆっくりした時間スケールの時間発展を調べた。弱いITBにおいて時間的に急激で空間的に広がりのある変動が、電子とイオンの熱拡散係数に生じる。強いITBを持つ負磁気シア(RS)プラズマ中では、の変動はITBの足部近傍に局在化する。さまざまなRSプラズマにおいて、安全係数がほぼ最小になるところで熱流束の変動が最大となる。の急変及び鋸歯的崩壊によって誘起される熱パルス伝搬を解析し、強いITB領域内ではの値は小さく熱ピンチはないことを確かめた。また、ELMで引き起こされるH-L遷移時とその回後のL-H遷移時のの急激変動は、RSプラズマの弱いITB領域より内側の負シア領域にわたって非局在的に起きる。
中村 仁一
最新核燃料工学; 高度化の現状と展望, p.93 - 98, 2001/06
UOペレットは燃焼度の増大とともにFPの生成と固溶、照射損傷の蓄積等により種々の熱特性、熱伝導率、比熱容量(比熱)、融点等が変化する。これらの熱特性は燃料の温度、FPガス放出、PCMI等に影響を与え、燃料挙動を支配する重要な因子である。最近の軽水炉燃料の高燃焼度化に伴い、これらペレットの熱特性の燃焼度依存性データが蓄積されつつある。本報は、最近のUOの熱特性研究の現状をまとめたもので、原研の行った高燃焼度燃料の熱拡散率測定や、比熱測定の成果を含め、熱伝導率に対する燃焼度及びリム組織生成の影響、比熱及び融点に対する燃焼度の影響等を説明している。
Neudatchin, S. V.; 滝塚 知典; 白井 浩; 藤田 隆明; 諫山 明彦; 小出 芳彦; 鎌田 裕
Plasma Physics and Controlled Fusion, 43(5), p.661 - 675, 2001/05
被引用回数：8 パーセンタイル：27.34(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uの負磁気シアプラズマにおいて、内部輸送障壁(ITB)近傍で、時間的に急激で空間的に幅広い領域にわたる熱拡散係数の変動、「ITBイベント」、が発生する。このITBイベントによる温度の揺動が熱パルス伝播の源になることを見いだした。内部輸送障壁内の電子の熱パルス伝播を解析し、電子の熱拡散係数がほぼ0.1m/sという小さな値になっていることを示した。イオンの熱パルス伝播の解析により、イオンの熱拡散係数も同様に小さくなっていることを示した。さらに重要な点として、熱ピンチが存在しないことを明らかにした。
田口 富嗣; 井川 直樹; 山田 禮司; 二川 正敏; 實川 資朗
Ceramic Engineering and Science Proceedings (25th Annual Conference on Composites, Advanced Ceramics, Materials, and Structures: A), 22(3), p.533 - 538, 2001/03
SiC/SiC複合材料は、高温強度に優れ、低放射化の観点から核融合炉の候補材料の一つである。これまでに、BN層をコーティングした繊維を用いて、優れた破壊挙動を有する結果が報告されている。しかし核融合炉環境下では、BNは放射化の点で大きな問題となる。そこで本研究では、BN層の代わりに化学蒸気蒸着(CVD)処理によりC及び
-SiCをダブルコートした繊維を用いて反応焼結法により、SiC/SiCを作製した。比較のため界面層のない無処理繊維も用いて作製した。その結果、高密度(2.7g/cm
)の試料を作製できた。3点曲げ試験の結果、無処理繊維を用いた試料は脆性破壊を示した。一方、CVD処理繊維を用いた試料では、非脆性破壊挙動を示した。曲げ応力及び破壊エネルギーは、310MPa及び2.0kJ/mと高い値を示した。また、この試料の熱拡散率は、室温で0.17cm/sであった。従来法により作製された試料の熱拡散率(0.08cm/s)に比べ、とても高い値を示した。
Neudatchin, S. V.; 滝塚 知典; Dnestrovskij, Y. N.*; 白井 浩; 藤田 隆明; 諫山 明彦; 鎌田 裕; 小出 芳彦
Proceedings of IAEA 18th Fusion Energy Conference (CD-ROM), 5 Pages, 2001/00
JT-60U中の正磁気シアと負磁気シアのプラズマにおいて、内部障壁と輸送の動的挙動を調べた。その挙動は、各種の速い現象と緩やかな現象の組み合わせから成る。時間的に急速で空間的に巾広い(小半径の30%程度)範囲に亘る、電子とイオンの熱拡散係数の変動が、正シア及び負シアプラズマ中の内部障壁近傍で発生することを明らかにした。この急激な熱拡散係数変動に伴う、内部障壁内の熱パルス伝播を解析することにより、内向きと外向きの伝播ともに拡散的であることを確認し、その拡散係数の値は非常に小さくなっていることを明らかにした。負磁気シアプラズマにおいて、ELMにより誘起されるL-H遷移があるとき、プラズマ周辺の変動が瞬時に内部障壁まで影響を及ぼし急激な熱拡散係数の変動をもたらすことを見いだした。
白井 浩; 滝塚 知典; 小出 芳彦; 内藤 磨; 佐藤 正泰; 鎌田 裕; 福田 武司
Plasma Physics and Controlled Fusion, 42(11), p.1193 - 1217, 2000/11
被引用回数：56 パーセンタイル：82.34(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60UのNBI加熱ELMyHモードプラズマにおいて無次元輸送研究を行った。プラズマ断面の三角形度
が大きい場合と小さい場合について、電子及びイオンの規格化熱拡散係数
*及び
*の規格化ラーマ半径
*依存性を調べ、いずれの場合も*及び*は強い*依存性を持つことを明らかにした。これは*の値が小さい将来の核融合炉において熱拡散係数が小さくなり、炉をコンパクトに設計できることを示す。ただし、ELMの強度が強くなった場合には、*の強い*依存性は変わらないものの*の*依存性は弱くなり、イオンのエネルギー閉じ込め性能の劣化が顕著になることを明らかにした。したがって、ELMの抑制は将来の核融合炉では必須の課題となる。また、規格化エネルギー閉じ込め時間
*の規格化衝突周波数
*依存性は弱いことを明らかにした。
相原 純; 石原 正博
材料, 49(10), p.1155 - 1159, 2000/10
耐熱性、強度特性に優れる炭素系複合材料は、制御棒被覆管等HTTRの炉内高温構造要素用材料として期待されるものである。炭素系複合材料の欠点は、構造設計上要求される機械的性質、熱的性質に高い異方性を示すことである。本報告は、これら要求される物性値のうち、異方性材料の熱拡散率について論じたものである。数々の熱拡散率計測法のうち、今日最も一般的な手法となりつつあるレーザーフラッシュ法について、異方性試料に対する計測法の適応性に関して解析的観点から検討した。その結果、異方性試料の熱拡散率測定にレーザーフラッシュ法を用いた場合、従来の等方性材料に対してJISで規定している熱拡散測定法の規格をそのまま適用すると、異方性の程度によっては計測誤差が30%以上生じる危険性があることを明らかにした。
日高 昭秀; 柴崎 博晶*; 吉野 丈人*; 杉本 純
Journal of Aerosol Science, 31(9), p.1045 - 1059, 2000/09
被引用回数：1 パーセンタイル：18.21(Engineering, Chemical)シビアアクシデント時の曲管及び鉛直管内におけるCsIエアロゾル挙動を調べるため、原研では直角の曲部を持つ可視化用石英管を用いてWAVE実験を行った。また、曲管の下流側を水平、鉛直上向き、下向きに変えて、配管の方向がエアロゾル挙動に及ぼす影響を調べた。その結果、上向き鉛直管への沈着量は下向き鉛直管のそれに比べて10倍以上となった。解析では、エアロゾルの主要な沈着機構はガスの温度勾配に依存する熱泳動であるため、原研の3次元熱流動解析コードWINDFLOWの結果をエアロゾル挙動解析コードART計算に反映させることにより、沈着現象をほぼ再現できることを示した。ただし、上向き鉛直管については、低温の内壁に沿って主流と逆向きの自然対流が発生するため、その影響を考慮して熱泳動モデルの主要なパラメータである熱拡散境界層厚さ及びヌッセルト数を再評価する必要性を明らかにした。
Shevtsov, V.*; 熊田 高之; 荒殿 保幸; 宮崎 哲郎
Chemical Physics Letters, 319(5-6), p.535 - 541, 2000/03
被引用回数：14 パーセンタイル：40.85(Chemistry, Physical)5K以上の固体水素中における粒子のトンネル拡散は固体中に熱的に生成する空孔によって引き起こされ、拡散速度は空孔の数により決定されると言われてきた。しかしながら空孔の存在を示す直接的な証拠はなかった。そこでわれわれは空孔数が圧力により定量的に制御できる点に着目し、X線照射により固体水素中に生成した水素原子の拡散に伴う再結合速度の圧力依存性をESRを用いて観測することで、再結合速度から決定される水素原子の拡散速度と空孔との関係を調べた。その結果、圧力の上昇に伴い再結合速度は減少し、22MPa下において0MPa下の約1/1000になることを見いだした。また、再結合速度の圧力依存性と空孔数のそれとが定量的に一致することから、固体水素中における水素原子の拡散が空孔を媒介して引き起こされていることを明らかにした。
