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論文

Electronic structure in heavy fermion compound UPd$$_2$$Al$$_3$$ through directional Compton profile measurement

小泉 昭久*; 久保 康則*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 櫻井 吉晴*

Journal of the Physical Society of Japan, 88(3), p.034714_1 - 034714_6, 2019/03

 パーセンタイル:100(Physics, Multidisciplinary)

Directional Compton profiles of a heavy fermion compound UPd$$_2$$Al$$_3$$ are measured in the basal plane of the hexagonal lattice. A remarkable change of the two-dimensional electron occupation number densities has been observed between 20 K and 100 K. Obtained results are attributed to the modification of the 5$$f$$ electronic states.

論文

Magnification of a polarization angle with a Littrow layout brazed grating

笹尾 一; 荒川 弘之*; 久保 博孝; 河野 康則; 伊丹 潔

Review of Scientific Instruments, 85(8), p.086106_1 - 086106_3, 2014/08

 被引用回数:2 パーセンタイル:81.48(Instruments & Instrumentation)

A new method to magnify a small polarization angle with brazed gratings has been developed. In the method, difference in diffraction efficiency for S and P polarization components is used. The magnification dependence on the incident angle can be small by arranging the grating in Littrow layout. A magnification with a factor $$sim$$2.7 has been demonstrated for a 10.6 $$mu$$m CO$$_{2}$$ laser beam as expected from a calculation. The method is applicable in many polarimetry fields.

論文

Characteristic heavy fermion properties in YbCu$$_2$$Si$$_2$$ and YbT$$_2$$Zn$$_{20}$$ (T: Co, Rh, Ir)

大貫 惇睦; 安井 慎一*; 松下 昌輝*; 吉内 伸吾*; 大家 政洋*; 広瀬 雄介*; Dung, N. D.*; 本多 史憲*; 竹内 徹也*; 摂待 力生*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.A), p.SA003_1 - SA003_6, 2011/12

We studied the Fermi surface properties of YbCu$$_2$$Si$$_2$$ and YbCu$$_2$$Ge$$_2$$ with the tetragonal structure by measuring the de Haas-van Alphen (dHvA) oscillations, together with the energy band calculations. It was clarified that 4f electrons contribute to the Fermi surface of a valence fluctuating compound YbCu$$_2$$Si$$_2$$, but not to that of a divalent compound YbCu$$_2$$Ge$$_2$$. We also studied the heavy fermion properties of YbT$$_2$$Zn$$_{20}$$ (T: Co, Rh, Ir) with the cubic caged structure. The metamagnetic behavior or an abrupt nonlinear increase of magnetization was observed. By measuring the electrical resistivity under pressure and magnetic field, we clarified that the electronic state close to the quantum critical point is realized in YbIr$$_2$$Zn$$_{20}$$ at 5.2 GPa and also YbCo$$_2$$Zn$$_{20}$$ at ambient pressure.

論文

Metamagnetic behavior in heavy-fermion compound YbIr$$_2$$Zn$$_{20}$$

竹内 徹也*; 安井 慎一*; 戸田 雅敏*; 松下 昌輝*; 吉内 伸吾*; 大家 政洋*; 片山 敬亮*; 広瀬 雄介*; 吉谷 尚久*; 本多 史憲*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 79(6), p.064609_1 - 064609_15, 2010/06

 被引用回数:37 パーセンタイル:13.7(Physics, Multidisciplinary)

Metamagnetic behavior of the heavy-fermion compound YbIr$$_2$$Zn$$_{20}$$ was studied by magnetization, de Haas-van Alphen effect, magnetoresistance, specific heat, thermal expansion and magnetostriction. Metamagnetic behavior was observed for all the physical properties at low temperatures. It is remarkable that the Fermi surfaces observed in the dHvA effect unchanges across the metamagnetic transition.

論文

Heavy fermion state in YbIr$$_2$$Zn$$_{20}$$

吉内 伸吾*; 戸田 雅敏*; 松下 昌輝*; 安井 慎一*; 広瀬 雄介*; 大家 政洋*; 片山 敬亮*; 本多 史憲*; 杉山 清寛*; 萩原 政幸*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 78(12), p.123711_1 - 123711_4, 2009/12

 被引用回数:37 パーセンタイル:13.97(Physics, Multidisciplinary)

High-field magnetization and de Haas-van Alphen effect were measured on a heavy fermion compound YbIr$$_2$$Zn$$_{20}$$. Large cyclotron masses ranging from 4 to 27 $$m_0$$ were detected in the dHvA experiment, and are found to be reduced at magnetic fields higher than 120 kOe. From the present experimental results together with the 4f-itinerant band calculations, the 4f electrons are considered to form heavy fermion state.

論文

Characteristics of post-disruption runaway electrons with impurity pellet injection

河野 康則; 仲野 友英; 諫山 明彦; 朝倉 伸幸; 玉井 広史; 久保 博孝; 竹永 秀信; Bakhtiari, M.; 井手 俊介; 近藤 貴; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 81(8), p.593 - 601, 2005/08

ディスラプション時に発生する高エネルギー逃走電子に対する不純物ペレット入射の緩和効果を調べるための実験をJT-60Uにおいて実施した。まず、逃走電子プラズマ中に不純物ネオンペレットがデポジションすることをプラズマ電子密度の増加を通して観測した。また、ペレット入射時の逃走電子電流減衰時間は、約1/2に短くなった。さらに、逃走電子電流減衰率の変化量とプラズマ外への逃走電子損失を示す光中性子信号の変化量は、ほぼ比例する関係にあった。以上より、不純物ネオンペレット入射による逃走電子の損失増大,緩和効果を見いだした。

論文

Characteristics of runaway plasmas in JT-60U

河野 康則; 仲野 友英; 諫山 明彦; 波多江 仰紀; 木島 滋; 大山 直幸; 近藤 貴; 玉井 広史; 久保 博孝; 朝倉 伸幸; et al.

Europhysics Conference Abstracts (CD-ROM), 29C, 4 Pages, 2005/00

トカマクのディスラプション時に発生する逃走電子の緩和を目的として、不純物ペレット入射などの外部アクチュエータを用いた実験を実施した。その結果、不純物ペレット入射による逃走電子排出効果及び逃走電子電流減衰効果を見いだした。また、逃走電子電流の基本的な振る舞いが、逃走電子のアバランシェ過程による発生とシンクロトロン放射の効果を取り入れたAndersson-Helanderモデルに基づく減衰とのバランスで説明できる可能性を示した。他方、電流消滅時間が逃走電子により伸張されることに着目し、逃走電子を用いた電流消滅回避実験を実施した。実験では、発生した逃走電子により、電子温度が数10eV以下まで低下し、また不純物ペレットが入射された状態でも放電を維持できることが示された。このとき、プラズマ電流は指令値通りに継続及び停止を行うことが可能であった。逃走電子のダイナミクスを詳細に調べることを目的として、レーザ逆コンプトン散乱に基づく能動的,直接な診断法を新たに提案した。

論文

Diagnostics system of JT-60U

杉江 達夫; 波多江 仰紀; 小出 芳彦; 藤田 隆明; 草間 義紀; 西谷 健夫; 諫山 明彦; 佐藤 正泰; 篠原 孝司; 朝倉 伸幸; et al.

Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.482 - 511, 2002/09

 被引用回数:6 パーセンタイル:96.97(Nuclear Science & Technology)

JT-60Uの計測診断システムは、約50の計測装置から構成されている。近年、プラズマパラメータの半径方向の分布計測が精度よく行なわれるようになった結果、プラズマの内部構造が明らかになった。また、ミリ波反射計/電子サイクロトロン放射計測により、電子密度/電子温度揺動の測定が行なわれ、プラズマ閉じ込めに関する理解が進展した。さらに、電子温度,中性子発生率,放射パワー,電子温度勾配等の実時間制御実験が、関係する計測装置のデータを利用して行なわれた。これらの計測,及び実時間制御を駆使することにより、高性能プラズマを実現することができた。次期核融合実験炉用計測装置としては、炭酸ガスレーザ干渉計/偏光計,及び協同トムソン散乱計測装置を開発している。

論文

Fusion plasma performance and confinement studies on JT-60 and JT-60U

鎌田 裕; 藤田 隆明; 石田 真一; 菊池 満; 井手 俊介; 滝塚 知典; 白井 浩; 小出 芳彦; 福田 武司; 細金 延幸; et al.

Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.185 - 254, 2002/09

 被引用回数:27 パーセンタイル:51.52(Nuclear Science & Technology)

JT-60及びJT-60Uは、ITER及び定常トカマク炉実現へ向けた物理基盤を構築することを目的として、炉心級プラズマにおける高総合性能の実証とその維持を目指した運転概念の最適化を行って来た。等価核融合エネルギー増倍率(=1.25)や核融合積(=1.5E21 m-3skeV)の達成に加えて、高い総合性能(高閉じ込め&高ベータ&高自発電流割合&完全非誘導電流駆動)を実証した。これらは、内部及び周辺部に輸送障壁を持つ高ポロイダルベータHモード及び負磁気シアモードで得られた。最適化の鍵は分布及び形状制御である。多様な内部輸送障壁の発見に代表されるように、JT-60/JT-60U研究はプラズマ諸量の空間分布の自由度と制限を強調して来た。各閉じ込めモードの閉じ込め研究に加えて、輸送及び安定性等によって支配されるコア部及び周辺ペデスタル部のパラメータ相関を明らかにした。これらの研究により、高閉じ込めモードのITERへの適合性を実証するとともに残された研究課題を明らかにした。

論文

Steady state high performance in JT-60U

鎌田 裕; 牛草 健吉; 閨谷 譲; 内藤 磨; 小関 隆久; 河野 康則; 芳野 隆治; 久保 博孝; 藤田 隆明; 石田 真一; et al.

IAEA-CN-60/A5-5, 0, p.651 - 661, 1995/00

電流分布と圧力分布の最適化によって、ELMのあるHモード(ELMy Hモード)におけるプラズマの総合性能が大きく進歩した。n$$_{D}$$$$tau$$$$_{E}$$Ti(0)=4-5$$times$$10$$^{20}$$m$$^{-3}$$skeVの高核融合積状態を最長で1.5秒維持することに成功した。また、ブートストラップ電流とNB駆動電流の和により、I$$_{P}$$=0.5MA~1MAでの完全電流駆動を達成すると同時に、規格化ベータ値~2.8-3.2、ポロイダルベータ値2.6~3及び閉じ込め改善度=2~2.5を維持することに成功した。これらの成果は、MHD安定性の向上によるものである。

論文

Impurity and particle recycling reduction by boronization in JT-60U

東島 智*; 杉江 達夫; 久保 博孝; 辻 俊二; 嶋田 道也; 朝倉 伸幸; 細金 延幸; 河野 康則; 中村 博雄; 伊丹 潔; et al.

Journal of Nuclear Materials, 220-222, p.375 - 379, 1995/00

 被引用回数:32 パーセンタイル:5.95

不純物を減少させることは核融合炉実現には不可欠である。この観点からJT-60Uではデカボランを用いたボロナイゼーションを実施している。ボロナイゼーションを、導入することで、大気開放後直ちに不純物密度(特に酸素密度)を低下させることができた。しかし、他のコンディショニング法を用いて最終的に得られたプラズマの各不純物密度と比較すると、大幅に改善されたとは言い難い。一方粒子リサイクリングはボロナイゼーションにより明確に減少し、結果的にこれがプラズマの閉じ込め改善に寄与していると考えている。次回ボロナイゼーションを計画しており、本講演では不純物及び粒子リサイクリングに着目した解析を行い、今までのボロナイゼーションについてまとめる。

論文

Performance of the JT-60 ICRF antenna with an open type Faraday shield

藤井 常幸; 三枝 幹雄; 木村 晴行; 森山 伸一; 安納 勝人; 河野 康則; 小林 則幸*; 久保 博孝; 西谷 健夫; 小川 芳郎*; et al.

Fusion Engineering and Design, 19, p.213 - 223, 1992/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:49.85

JT-60での約4年間にわたるイオンサイクロトロン(ICRF)高周波加熱実験におけるアンテナのパワー入射性能についてまとめたものである。この位置制御型アンテナには、高周波損失を低減するために世界で初めてオープン型ファラデーシールドを用いたため、そのパワー入射性能に特に興味が持たれた。実験では、広範囲のプラズマパラメータ(ne=1~7$$times$$10$$^{19}$$m$$^{-3}$$,I$$_{p}$$=1~2.8MA,B$$_{T}$$=2.2~4.8T)に対して、極めて良好な結果が得られた。すなわち、最大入射パワー3.1MW、入射パワー密度16MW/m$$^{2}$$を達成した。この入射パワー密度は世界最高の値である。一方、極めて稀な実験条件(同相アンテナ電流モードでアンテナ-プラズマ間距離30mm以下)で放射損失が急激に増大した。この現象は、近年提唱されているRFシースに基づくイオンスパッタリングによるものと考えられる。

論文

Impurity profiles and transport characteristics in JT-60U

逆井 章; 小出 芳彦; 久保 博孝; 杉江 達夫; 嶋田 道也; 平山 俊雄; 朝倉 伸幸; 河野 康則; 細金 延幸; 中村 博雄

Journal of Nuclear Materials, 196-198, p.472 - 475, 1992/00

 被引用回数:3 パーセンタイル:62.86

JT-60Uにおいて、主な不純物である炭素及び酸素の密度分布を荷電交換再結合分光法(CXRS)により測定した。接線方向に視野をもつCXRS計測により、炭素、酸素の完全電離イオンの径方向分布が測定できる。CXRSでは、絶対感度較正の結果及び中性粒子ビームの密度分布、CVI529.0nm(n=8-7)、OVIII606.8nm(n=10-9)に対する衝突過程による励起速度係数から不純物密度分布が得られる。プラズマ電流I$$_{p}$$=2MA、B$$_{T}$$=4T、NB加熱パワーP$$_{NBI}$$=20MWの典型的な重水素プラズマでは、C$$^{6+}$$の密度分布は中心ピークの分布で、時間的にゆっくりとピーキングしているのが観測された。この結果は、輸送係数のピーキングパラメータCvが0.5から1.0に変化していることを示す。拡散係数D$$_{A}$$は、荷電交換再結合放射光の時間変化を解析して得られている。鋸歯状振動、ELMが発生している時のD$$_{A}$$を解析して議論する。

論文

Impurity generation mechanism and remote radiative cooling in JT-60U divertor discharges

久保 博孝; 嶋田 道也; 杉江 達夫; 細金 延幸; 伊丹 潔; 辻 俊二; 中村 博雄; 朝倉 伸幸; 逆井 章; 河野 康則; et al.

Journal of Nuclear Materials, 196-198, p.71 - 79, 1992/00

 被引用回数:26 パーセンタイル:9.62

ダイバータ板の侵食は、トカマク装置の重要な問題である。JT-60Uでは、ダイバータ領域での炭素の流入量を定量的に測定している。ジュール加熱の放電で、CIIのスペクトル線強度から導いた炭素の流入量は、重水素の0.2-10%であった。これは、Dr,OIIの線強度からスパッタリングのデータを用いて計算される量の約1/4である。低密度領域では、その発生量の半分以上が、炭素自身のスパッタリングによる。高密度では、このスパッタリング率が低下し、相対的な炭素の流入量は減少する。遠隔放射冷却は、ダイバータ板への熱負荷を減少させるための最も直接的な方法である。真空紫外領域の不純物および重水素のスペクトル線強度を測定することによって、遠隔放射冷却の機構を調べる。

論文

Improvement of confinement and remote radiative cooling of beam heated plasmas in JT-60 with ion ▽B drift towards the X-point

辻 俊二; 細金 延幸; 伊丹 潔; 久保 博孝; 西谷 健夫; 嶋田 道也; 小出 芳彦; 西野 信博*; 杉江 達夫; 永島 圭介; et al.

Nuclear Fusion, 32(8), p.1313 - 1330, 1992/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:65.36(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60のビーム加熱水素プラズマにおいて、加熱パワーと線平均電子密度が閾値を越えると、エネルギーと粒子閉じ込めの改善が観測された。ダイバータプラズマからの放射パワーは加熱パワーの50%に達した。この状態を改善ダイバータ閉じ込め(IDC)と名づけた。20%のエネルギー閉じ込めの改善とダイバータ部での遠隔放射冷却が実現した放電が、プラズマ中心部への不純物蓄積を起こすことなく準定常状態として数秒間持続した。IDCへの線平均電子密度の閾値は、加熱パワーに対して線形に増加し、安全係数に対して逆相関で減少した。閉じ込め改善はイオン磁場勾配ドリフトがX点向きの時のみ観測された。トロイダル磁場の反転で、軽元素不純物のふるまいと粒子循環の内外非対線性が変化した。これらの現象は、セパラトリクス付近での衝突的輸送がIDCの発生に関わっているとする理論モデルに矛盾しない。

報告書

Improved divertor confinement observed in JT-60

辻 俊二; 細金 延幸; 伊丹 潔; 久保 博孝; 西谷 健夫; 嶋田 道也; 小出 芳彦; 西野 信博*; 杉江 達夫; 永島 圭介; et al.

JAERI-M 91-195, 47 Pages, 1991/11

JAERI-M-91-195.pdf:1.31MB

改善ダイバータ閉じ込め(IDC)と呼ぶ現象が、JT-60の下X点配位で観測された。すなわち、ダイバータ部での放射パワーが加熱入力の50%にも達する遠隔放射冷却が実現し、かつエネルギー閉じ込めが20%改善した状態が、主プラズマでの不純物の蓄積を起こすことなく数秒間持続する。IDCとなる電子密度の閾値は、加熱パワーに対してほぼ比例し、安全係数を高めると下がる。トロイダル磁場の向きにより粒子循環のトーラス内外非対称性が変化し、閉じ込めに改善があるのは、イオンVBドリフトがX点に向いているときのみである。これらの観測事実は、セパラトリクス付近での衝突効果による粒子束の変化が改善ダイバータ閉じ込めの発生に絡んでいることを示唆している。

論文

不純物挙動

杉江 達夫; 久保 博孝; 逆井 章; 小出 芳彦; 平山 俊雄; 嶋田 道也; 伊丹 潔; 河野 康則; 西谷 健夫; 永島 圭介; et al.

核融合研究, 65(SPECIAL ISSUE), p.287 - 306, 1991/03

JT-60は、第1壁の材料を金属から炭素に変え、プラズマの配位についてもリミッター、外側X点閉ダイバータ、下側X点開ダイバータ配位での高加熱入力実験を行ってきた。これら第1壁及び配位の違いによる不純物の特性について調べた結果、酸素不純物の少ない、金属第1壁の外側X点閉ダイバータ配位でのプラズマが一番不純物が少なかった。また、高密度領域では、ダイバータ部での炭素、水素からの放射冷却により、ダイバータ板への熱流束が低減された。プラズマ中の不純物輸送については、Lモードの中性粒子加熱プラズマでは、異常輸送が支配的であり、不純物のプラズマ中心への集中は観測されなかった。ただし、ペレット入射プラズマでは、電子密度が中心ピークした時に、不純物のプラズマ中心への集中が観測された。

論文

Study of divertor heat flux in auxiliary heated discharges in JT-60

伊丹 潔; 福田 武司; 池田 佳隆; 今井 剛; 河野 康則; 久保 博孝; 西谷 健夫; 嶋田 道也; 辻 俊二; 牛草 健吉

Journal of Nuclear Materials, 176-177, p.504 - 511, 1990/12

 被引用回数:6 パーセンタイル:40.51

JT-60の中性粒子加熱及びLHRF加熱放電におけるダイバータ熱流束が研究されている。エネルギーバランスの観点では、中性粒子加熱放電では入力パワーの50%、LHRF放電では75%のパワーがダイバータへ入力する上限のパワーである。熱流束のプロファイルはスクレイプオフ層の厚みを反映するが、中性粒子加熱放電とLHRF加熱放電の間に大きな違いはない。半値巾は約4cmから6cm程度で、主プラズマ近傍でのスクレイプオフ層の厚みに直すと、1cmから2cmの厚みに相当する。ダイバータへの熱負荷を減少させる試みとしてX点スウィングを行なった。この実験では20MWの中性粒子加熱入力を3秒間行い、ダイバータ板温度上限が約20%抑制された。

論文

Observation of limiter H mode in the JT-60 tokamak with lower hybrid current drive

辻 俊二; 牛草 健吉; 池田 佳隆; 今井 剛; 伊丹 潔; 根本 正博; 永島 圭介; 小出 芳彦; 河野 康則; 福田 武司; et al.

Physical Review Letters, 64(9), p.1023 - 1026, 1990/02

 被引用回数:51 パーセンタイル:11.76(Physics, Multidisciplinary)

トカマクのリミタ放電において、低域混成波電流駆動によるHモードが世界で初めて実現された。1.74+2.23GHzや1.74+2.0GHzのように、2つの異なる周波数で高周波パワーを加えるのが、Hモード達成に効果的である。水素プラズマにおいて高周波パワーのしきい値は1.2MWであり、ジュール加熱パワーと同等であるくらい低い。プラズマ表面に局在化した不安定性をともなわない準定常状態が、顕著な不純物の蓄積を起こすことなく最大3.3秒間持続した。エネルギー閉じ込め時間の改善は最大30%であるが、それは粒子閉じ込め改善による電子密度上昇で大部分嫁いでいる。高周波パワーがビームイオンに吸収されるとHモードからLモードに遷移することから、低域混成波によって発生する高速電子がHモード実現に有利に働いている可能性がある。

論文

Behavior of light impurity in beam-heated JT-60 plasmas with graphite walls

久保 博孝; 杉江 達夫; 西野 信博*; 逆井 章; 小出 芳彦; 赤岡 信雄*; 西谷 健夫; 伊丹 潔; 河野 康則; 永島 圭介; et al.

IAEA-TECDOC-536, p.139 - 144, 1990/00

JT-60では、第一壁の炭素化の後、中性粒子加熱中に酸素のスペクトル線強度が減少し、炭素の強度が増加する現象が見られる。この現象は、中性粒子加熱のパワーが13MW以上の放電において、リミター配位でもダイバータ-配位でも観測される。この現象の間、実効電荷数がほぼ一定のまま、プラズマ中での酸素の量が減少し、炭素の量が増加していると考えられる。本講演では、この現象とダイバータ一部での不純物スペクトル及びダイバータ-板の温度との関係、この現象が起きる電子密度のしきい値について報告する。

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