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論文

Development of a miniature electromagnet probe for the measurement of local velocity in heavy liquid metals

有吉 玄; 大林 寛生; 佐々 敏信

Journal of Nuclear Science and Technology, 59(9), p.1071 - 1088, 2022/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:27.23(Nuclear Science & Technology)

液体重金属中の局所流速計測において、電磁誘導を用いた計測手法は効果的手法の一つである。永久磁石を利用した流速計として、Ricou and Vives' probeやVon Weissenfluh's probeが広く知られているが、これらの流速計は液温上昇に伴う永久磁石の熱減磁により、流速感度および計測体積が低下することが問題点として挙げられる。特に、永久磁石のキュリー温度を超える温度域では流速検出不能となる。そこで本研究では、流速計が持つ温度依存性の解消を目的とし、小型電磁石を内蔵する流速計を開発した。開発された流速計の直径は6mm、長さは155mmである。流速計の基本性能は、室温環境下における矩形管内水銀流れの局所流速分布計測を通して確認され、流速感度および計測体積が評価された。計測された局所流速分布は数値計算によりその妥当性が確認された。

論文

高温工学試験研究炉HTTRの後備停止系用健全性評価手法の確立

濱本 真平; 川本 大樹; 近藤 誠; 澤畑 洋明; 高田 昌二; 篠崎 正幸

日本原子力学会和文論文誌, 15(2), p.66 - 69, 2016/06

高温工学試験炉(HTTR)は、反応度制御系の一つとして、後備停止系(RSS)を有している。RSSは、B$$_{4}$$C/Cペレット、案内管、電動プラグ、ブレーキと減速を内包するモータで構成されている。制御棒を挿入することができない場合、モータが電動プラグを引き抜き、B$$_{4}$$C/Cペレットは重力によって炉心に落下される。HTTRの起動前点検中に、以下に記す事象の進展によってRSSが稼働しないことが分かった。(1)モータ減速機内のグリースから分離したオイルが、オイルシールの隙間から流下した。(2)オイルはモータ下部のブレーキに浸入した。(3)ブレーキディスクの摩耗粉と油が混合した。(4)最後に、モータの駆動により粘着性の混合物が生成され、モータの回転を阻止した。このモータ固着の兆候を検出するため、新たな評価方法を提案した。またHTTRのすべてのRSS駆動機構の分解点検した結果を総合し、提案した評価方法が、RSS駆動機構の健全性を評価するのに有効であることを明らかにした。

論文

Magnetic structure and successive phase transition in NpRhGa$$_{5}$$

浄念 信太郎; 目時 直人; 本多 史憲; 金子 耕士; 青木 大*; 本間 佳哉*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 塩川 佳伸; 大貫 惇睦

Physica B; Condensed Matter, 378-380, p.1018 - 1020, 2006/05

 被引用回数:7 パーセンタイル:35.01(Physics, Condensed Matter)

磁気構造を明らかにするため中性子弾性散乱実験を行った。NpRhGa$$_{5}$$はT$$_{N1}$$=36KとT$$_{N2}$$=33Kの二段の磁気転移,q=(0 0 1/2)の反強磁性ベクトルを持つ反強磁性秩序を示す。磁気散乱強度の解析からT$$_{N2}$$$$<$$T$$<$$T$$_{N1}$$でNpの磁気モーメントがc軸方向、T$$<$$T$$_{N2}$$では面内[1 1 0]方向に向くことを明らかにした。さらにT$$_{N2}$$において非常に大きな磁気モーメントのとびが生じ、5f電子状態に大きな変化が生じることを明らかにした。また磁気形状因子の測定によりNpRhGa$$_5$$の磁性がおもに軌道磁気モーメントに担われていることを明らかにした。

報告書

Abstracts of the Workshop on Orbital Ordering and Fluctuations in d- and f-electron Systems; March 4-6, 2002, ASRC, JAERI, Tokai, Japan

上田 和夫; 堀田 貴嗣

JAERI-Review 2002-037, 31 Pages, 2002/12

JAERI-Review-2002-037.pdf:2.7MB

重い電子系や遷移金属酸化物などの強相関f-あるいはd-電子系は、物性物理学における新しい現象の源泉になっている。最近、こうした従来の常識では理解できない新しい現象の背後に、f-あるいはd-電子の持つ軌道の自由度が重要な働きをしているのではないかということが、これまでになく深く認識されるようになってきた。今回のワークショップでは、この分野で活発な研究を展開されている人たちにお集まりいただき、自由に意見交換して今後の研究活動の芽を育てることを目的とした。じっさいワークショップでは多くの興味深い成果が発表され活発な議論が展開されたが、この報告集によってその一端をお伝えすることが出来れば幸いである。

報告書

大強度陽子加速器施設における放射線安全管理設備設計上の基本的考え方

宮本 幸博; 池野 香一; 秋山 茂則*; 原田 康典

JAERI-Tech 2002-086, 43 Pages, 2002/11

JAERI-Tech-2002-086.pdf:5.7MB

大強度陽子加速器施設の放射線防護上の特徴と、放射線安全管理設備を設計するうえでの基本的な考え方についてまとめた。大強度陽子加速器施設は、世界最高強度の高エネルギー陽子加速器を中核とした大規模複合施設であり、施設固有の特徴を多く有している。本報告では、大強度陽子加速器施設の特徴を考慮のうえ、整備すべき放射線安全管理設備の仕様について議論した。

報告書

超臨界水冷却固体増殖ブランケットシステムの概念検討

榎枝 幹男; 小原 祥裕; 秋場 真人; 佐藤 聡; 秦野 歳久; 古作 泰雄; 黒田 敏公*; 菊池 茂人*; 柳 義彦*; 小西 哲之; et al.

JAERI-Tech 2001-078, 120 Pages, 2001/12

JAERI-Tech-2001-078.pdf:8.3MB

本報告書は、経済的競争力の強化と技術的な堅実さの維持を両立する原型炉ブランケットの概念構築を目的として行われた平成12年度の原型炉ブランケット設計会議での作業内容をとりまとめたものである。平成11年度の核融合会議戦略検討分科会の議論等から、原型炉の果たすべき使命に関して見直しがなされ、経済的な競合性を有する実用炉の原型であり、それと同じ材料と設計を使用して商業的に魅力ある動力炉の原型であるから、原型炉で、実用化に必要な技術はすべて開発し実証する、と結論付けられた。この見直しを受けて、過去数年にわたるプラズマ研究や炉工学技術開発の進展を勘案して、開発目標として再設定をし、原型炉としてA-SSTRで提案された超臨界水冷却方式の固体増殖ブランケットを目標とし、その概念検討を行った。本概念検討の結果、除熱,発電,燃料増殖,遮蔽などの基本的な性能に関して、超臨界水冷却固体増殖ブランケットの実現可能性が示された。また、電磁力に関する検討,超臨界水による腐食防止に関する予備調査,トリチウム生成挙動と回収方式の検討,冷却発電システムの検討,モジュール製作性の検討,遠隔保守着脱機構,交換計画の検討などを行い、今後解決するべき検討課題を明らかにした。

論文

CSモデル・コイル試験装置

加藤 崇; 中嶋 秀夫; 礒野 高明; 濱田 一弥; 河野 勝己; 杉本 誠; 布谷 嘉彦; 小泉 徳潔; 松井 邦浩; 押切 雅幸*; et al.

低温工学, 36(6), p.315 - 323, 2001/06

CSモデル・コイル試験装置は、ITER R&Dで製作されたCSモデル・コイル及びCSインサート・コイルの検証すべきコイル性能を試験する超伝動コイル試験装置である。本装置の最大の特徴は、高出力の大電源(最大出力225MVA: JT-60トロイダル磁場用電源)と大型ヘリウム冷凍システム(5kW@4.5K及び超臨界圧ヘリウムを1.0kg/sまで強制循環可能)を併せ持つ点である。本試験装置は、世界最大の超伝動コイル試験装置となり、CSモデル・コイル及びCSインサート・コイル試験において約5ヶ月間に渡る連続運転にその性能を十分に発揮し試験成功を導いた。本試験装置の設計,仕様,そして、性能について述べる。

報告書

原研軟X線ビームライン(BL23SU)用挿入光源の制御系の開発

平松 洋一*; 島田 太平*; 宮原 義一*

JAERI-Tech 99-082, p.274 - 0, 1999/12

JAERI-Tech-99-082.pdf:7.81MB

SPring-8の23番セルに設置された原研軟X線ビームライン用挿入光源の制御系を開発した。この挿入光源は、平面型可変偏光アンジュレータ(APPLE型)であり、上下に設置された2対の磁石列を相対的に動かして、水平直線偏光、垂直直線偏光、だ円偏光、左右円偏光の放射光を発生する装置である。本制御系では、磁石列のギャップ駆動と位相駆動に伴って、蓄積リングの電子ビーム軌道が変動するのを制御するために、10台の補正電磁石で速い(周期=24msecの)軌道修正をかけることができる。一定の周期(2secで、バラツキ誤差0.1%以下)の位相駆動を実現することにも成功した。開発したシステムは、SPring-8全体の制御系で採用されている「SVOCコマンド制御方式」に合致したものになっている。

論文

Monitoring of superconducting magnet system using fuzzy theorem

瓜生 芳久*; 二ノ宮 晃*; 神田 芳之*; 石郷岡 猛*; 高橋 良和; 小泉 徳潔; 西 正孝; 辻 博史

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 5(2, Part1), p.469 - 472, 1995/06

核融合装置のような大型かつ複雑な超電導マグネット・システムを監視する場合、クエンチ等の異常状態に対して敏速に対処する必要がある。著者らは、多くの計測データから得られた情報を一括処理し、超電導マグネット・システムの運転状態を的確に判断するために一手法としてファジィ理論を用いた超電導マグネット・システムの監視を提案している。これは、時々刻々と変化する多くのデータをファジィ理論を用いて推論し、超電導マグネットの状態を危険度という数値で表わしていくものである。ITERの縮小導体サンプルの実験結果を用いて、この理論を実証した。

報告書

自由電子レーザー用偏向磁石系の輸送行列の代数的性質

高雄 勝*

JAERI-M 92-211, 12 Pages, 1993/01

JAERI-M-92-211.pdf:0.48MB

自由電子レーザーの発振を励起するには、高いピーク電流と低いエミッタンスを有する高品位ビームが必要とされる。そこで、自由電子レーザーにおいて電子ビーム輸送系としては、ビームの質を損なわないようなものでなければならない。この為、ビームが電子のエネルギー差によって広がることのないようビーム輸送系はエネルギー広がりに対して収色性と等時性を満足する必要がある。ここではこれらの条件を満たす自由電子レーザー用の電子ビーム輸送系を設計する指針を明らかにする目的で、エネルギー収差の最も顕著に現れる偏向磁石系の輸送行列に関してその代数的性質を調べた。

論文

Construction of the JAERI AVF cyclotron

荒川 和夫; 中村 義輝; 横田 渉; 福田 光宏; 神谷 富裕; 上松 敬; 奈良 孝幸; 林 義弘*; 石堀 郁夫; 田中 隆一; et al.

Proc. of the 4th China-Japan Joint Symp. on Accelerators for Nuclear Science and Their Applications, p.173 - 175, 1991/00

放射線高度利用研究を推進するための中核となるAVFサイクロトロンの建設が順調に進められている。1987年に製作がスタートしてから、これまでに主電磁石の磁場分布の測定及びRFシステムの特性を調べるための試験が行われた。ECRイオン源についても予備試験において規定のビーム電流の生成が確認された。本報告では、設計性能確認のための予備試験結果とともに、サイクロトロンシステム全体の概要について述べる。

論文

Nuclear spin relaxation in molten LiBeF$$_{3}$$

大野 英雄; 松尾 徹*

Journal of Nuclear Science and Technology, 27(1), p.45 - 48, 1990/01

LiF-BeF$$_{2}$$系(Flibe)溶融塩は原子力分野でも有用な物質と考えられているが、本稿では溶融LiBeFe$$_{3}$$中のフッ素の挙動を核磁気共鳴法により解析した。LiBeF$$_{3}$$の溶融状態における$$^{19}$$Fの核スピン格子緩和時間(T$$_{1}$$)の温度依存性を測定した結果、約813KにT$$_{1}$$の極少が現われた。これは[BeF$$_{4}$$]錯イオンからフッ素イオンが離脱し、液中を拡散する機構によって説明される。フッ素の平均跳躍時間は$$tau$$(s)=1.9$$times$$10$$^{-15}$$ exp(1.04(ev)/kT)であった。融点直上の低温領域では、別の機構、すなわち、[BeF$$_{4}$$]錯イオンの回転による$$^{19}$$Fの緩和が支配的であり、この領域での活性化エネルギーは、融体の粘性係数の活性化エネルギーに近い値をもつ。

報告書

第1壁の簡易交換に関する調査

立川 克浩; 堀江 知義; 関 泰; 藤沢 登; 近藤 光昇*; 内田 高穂*

JAERI-M 89-084, 69 Pages, 1989/07

JAERI-M-89-084.pdf:1.35MB

次期大型装置(FER)の第1壁を迅速かつ容易に交換する遠隔操作技術は重要な技術課題のひとつである。遠隔操作技術は炉本体構造と密接な関係があり、両者の整合性を十分に配慮する必要がある。本報告(昭和63年度委託調査)は、従来から提案されてきた第1壁アーマタイルの構造、特性および交換方法などを調査した。調査の重点は形状記憶合金(SMA)の適用など迅速に交換可能なタイル締結構造、健全性点検法および点検・交換システム概念の検討に絞った。この技術は今後さらに検討の深度を高めるため継続する必要があり、また適時に部分的モックアップにより設計の検証を行うことが不可欠である。

報告書

EDDYMULT; 複合トーラス導体系の渦電流問題を解くための計算コードシステム

中村 幸治; 小関 隆久

JAERI 1317, 310 Pages, 1989/03

JAERI-1317.pdf:7.94MB

多数のトーラス状導体および軸対称ポロイダル磁場コイル群から成る複合トーラス導体系に対する実際的な渦電流問題を解くため、有限要素回路法を応用した計算コードシステムEDDYMULTを開発した。このコードシステムを用いた計算では、対象とする複合トーラス導体系の渦電流固有モード分解、外部起電力による渦電流分布の時間追跡およびこれら電流のつくる磁場構造の3次元解析が可能である。したがって、トカマク型核融合実験装置における渦電流関連の諸問題、ポロイダル磁場コイル電源の設計、トカマク本体電磁力の設計、プラズマ位置制御の解析などに汎用的に適用することができる。 本報告書は、EDDYMULTコードシステムについて、(1)解析理論、(2)計算コードシステムの構成、(3)取り扱える問題の範囲、(5)サブルーチンの処理機能などを詳細に説明したものであり、ほんコードシステムを使用する際の手引として用いることができる。

報告書

Japanese Contributions to IAEA INTOR Workshop,PhaseIIA,Part 2 Chapter IX:Engineering

飯田 浩正; 関 昌弘; 沢田 芳夫*; 海老沢 克之*; 後藤 幹彦*; 畑山 明聖*; 服部 泰秀*; 今村 豊*; 伊藤 新一*; 伊藤 裕*; et al.

JAERI-M 85-081, 231 Pages, 1985/07

JAERI-M-85-081.pdf:3.67MB

この報告書は、IAEA主催のINTORワークショップ、フェーズIIA、パート2の日本のナショナルレポートの第IX章に相当するものである。システム工学、超電導磁石システム、トーラスシステム、NBI加熱システムに関するデー夕べース評価を行なった。デー夕べース評価のほかに、例えばRFによる電流立上げなど個々の設計変更がINTOR全体設計に及ぼす影響について検討した。

論文

Performance of the prototype JT-60 injector unit in the presence of a simulated stray magnetic field

田中 茂; 秋場 真人; 大楽 正幸; 堀池 寛; 伊藤 孝雄; 小又 将夫; 松田 慎三郎; 松岡 守; 水橋 清; 小原 祥裕; et al.

Fusion Technology, 7(3), p.391 - 398, 1985/00

JT-60トカマクの周囲に発生する磁場が中性粒子入射装置に与える影響をJT-60NBI原型ユニットに設置された模擬漏洩磁場発生コイルを用いて実験的に調べた。イオン軌道計算から予測されたように、漏洩磁場印加時には、ビームダンプ上の温度分布は?直方向に移動し、分布のピーク値も変化した。しかしながら、磁場打消コイルの動作により、これら移動距離及びピーク値は、許容範囲内に納まった。高速中性粒子の再電離損失のため、漏洩磁場印加時には、ビームターゲットに入射するパワーは、4~5%減少した。本実験の運動条件内では、各除熱機器への熱負荷は設計値以下であり、各機器とも漏洩磁場印加時でも、問題なく機能することが示された。

報告書

Acoustic Emission Measurement in a 20$$_{M}$$$$_{J}$$ Superconducting Magnet System of the Cluster Test

R.S.Kensley*; 吉田 清; 辻 博史; 島本 進

JAERI-M 9696, 17 Pages, 1981/09

JAERI-M-9696.pdf:0.57MB

本文は原研で行われたクラスター・テスト・コイルの第2回目の実験で測定したアコーステック・エミッション(AE)の結果を記録したものである。クラスター・テスト・コイルは今日迄アコーステック・エミッションの測定の行われた最大の超電導コイルである。AEの振幅と発生率を電流の関数として示した。この電流は三回の定格電流迄の掃引値である。振幅は電流の掃引のくり返しにより減少することが認められた。一方、AEの発生率はくりかえしにより高電流領域では増加することが認められた。振幅が減少し、発生率が増える現象はAEの発生が大きなものから数多くの小さなものに移行していることを示している。

報告書

核融合実験炉超電導マグネットの設計,2

炉設計研究室

JAERI-M 8666, 230 Pages, 1980/03

JAERI-M-8666.pdf:5.45MB

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。

報告書

核融合実験炉超電導マグネットの設計研究,A

炉設計研究室

JAERI-M 8640, 254 Pages, 1980/03

JAERI-M-8640.pdf:6.08MB

核融合実験炉用の超電導マグネットの設計研究を行った。作業内容、トロイダル磁場マグネット設計、ポロイダル磁場マグネット設計、冷凍システム設計、安全性解析、組立・解体システム設計である。コイル中での最大トロイダル磁場は11Tとなり、この時、プラズマ中心で6Tを与える。11Tに達するトロイダル磁場を実現するためNb$$_{3}$$Snの超電導線が使用された。コイル内径は7.3$$times$$11.2mで、コイル形状は変形均一応力D型である。超磁力は185.6MATで、運転電流は25.9kAである。ポロイダル磁場マグネットは、Nb$$_{3}$$Sn線のパンケ-キ巻のコイルである。導体はチタン合金のシースで包まれており、このシリーズがヘリウム容器の役割も果している。又、コイル冷却は7気圧、4.6Kの超臨界ヘリウムの強制冷却方式で、運転電流は25~27kAである。

口頭

Development of an electromagnetic velocity sensor for local measurement in a high temperature heavy liquid metal

有吉 玄; 大林 寛生; 佐々 敏信

no journal, , 

Electromagnetic induction method is an effective technique for local velocity measurement in heavy liquid metals, such as lead-bismuth eutectic (LBE). For some conventional electro-magnetic probes, permanent magnet is incorporated. However, the probe performances unexpectedly vary because the permanent magnet is demagnetized as the temperature rises to the Curie temperature. Furthermore, such probes do not work for local velocity measurements over the Curie temperature. Therefore, in this study, a new electromagnetic probe equipping a miniature electromagnet was developed as a prototype sensor to overcome the temperature dependency of the permanent magnet. As a result, clear linearities between the velocities and the measured output voltages was confirmed regardless of the Curie temperature. Furthermore, static corrosion test in the LBE with 450$$^{circ}$$C was performed by using the candidate materials of W, Mo and Zr, to upgrade durability of electrode material for the developed probe.

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