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論文

Overvoltage reduction in membrane Bunsen reaction for hydrogen production by using a radiation-grafted cation exchange membrane and porous Au anode

澤田 真一*; 木村 壮宏*; 西嶋 陽之*; 小平 岳秀*; 田中 伸幸; 久保 真治; 今林 慎一郎*; 野村 幹弘*; 八巻 徹也*

International Journal of Hydrogen Energy, 45(27), p.13814 - 13820, 2020/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Chemistry, Physical)

熱化学水素製造法ISプロセスでは、カチオン交換膜を用いた膜ブンゼン反応が検討されている。しかし、従来のカチオン交換膜および電極材料では過電圧が高く、熱効率として採用できる段階ではなかった。本報では、高IECの放射線グラフト膜及び多孔質金電極を用いて、セルの過電圧を低下させることを目指した。放射線グラフト膜はプロトン透過に対する低い抵抗を示し、金電極はアノード極で生じるSO$$_{2}$$酸化反応を効率化した。この結果、膜ブンゼン反応で生じる過電圧が200mA/cm$$^{2}$$の条件で0.21Vまで削減された。本結果は、従来の商用カチオン交換膜及び非多孔質電極を用いた場合の1/3の値である。また、電流-電圧特性の解析結果から、放射線グラフト膜の方が金電極に比べて、より効果的に過電圧削減に貢献していることが明らかとなった。

論文

Superdeformation in $$^{35}$$S

郷 慎太郎*; 井手口 栄治*; 横山 輪*; 小林 幹*; 木佐森 慶一*; 高木 基伸*; 宮 裕之*; 大田 晋輔*; 道正 新一郎*; 下浦 享*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 6, p.030005_1 - 030005_4, 2015/06

The high-spin states in $$^{35}$$S were investigated at Tandem-ALTO facility in Institut de Physique Nucl$'e$aire d'Orsay The $$^{26}$$Mg($$^{18}$$O, 2$$alpha$$1n)$$^{35}$$S fusion evaporation reaction was used to populate high-spin states in $$^{35}$$S. The germanium $$gamma$$-ray detector array ORGAM was employed to measure $$gamma$$ rays from high-spin states and charged particles evaporated from the compound nuclei were detected by a segmented silicon detector, Si-Ball. A level scheme for $$^{35}$$S was deduced based on the gamma-gamma-coincidence analysis and $$gamma$$-ray angular correlation analysis. The half-life of the transition in the superdeformed band was estimated by measuring the residual Doppler shift. The deduced half-life shows the large collectivity of the band.

論文

Propagation of U(V)-reduction in the presence of U(IV) aggregate in a weakly acidic solution

北辻 章浩; 音部 治幹; 木村 貴海; 木原 壯林*

Electrochimica Acta, 141, p.6 - 12, 2014/09

 被引用回数:2 パーセンタイル:95.29(Electrochemistry)

弱酸性溶液中でのU(VI)の電解還元過程を電気化学的、及び分光学的手法を用いて調べた。金マイクロ電極を用いてボルタンメトリー測定したところ、pH2.0から3.5の溶液中で、U(VI)からU(V)への可逆な一電子還元波と、U(V)の非可逆な還元波を観測した。金網電極を用いて、U(VI)からU(V)への還元が生じる電位で定電位差電解を行ったところ、U(IV)の凝集体が電極上及び溶液中に形成された。この凝集体は電解還元されたU(V)の不均化反応により生成すること、凝集体の生成により不均化反応速度が増大することを明らかにした。この反応により、U(VI)の定電位差電解は、電解の途中で急激に電流が増加する特異な挙動を示すことになる。電解により溶液中に形成されるU(IV)の凝集体をX線回折により分析したところ、結晶性の悪いUO$$_{2}$$であった。

論文

Overview of design and R&D of test blankets in Japan

榎枝 幹男; 秋場 真人; 田中 知*; 清水 昭比古*; 長谷川 晃*; 小西 哲之*; 木村 晃彦*; 香山 晃*; 相良 明男*; 室賀 健夫*

Fusion Engineering and Design, 81(1-7), p.415 - 424, 2006/02

 被引用回数:60 パーセンタイル:2.69(Nuclear Science & Technology)

我が国のブランケット開発は核融合会議において策定された開発計画に従って、固体増殖ブランケットを第一候補に、液体増殖方式を先進的な候補として開発を進めるものである。ITERをテストベッドとし、試験モジュールを試験するテストブランケット試験計画の作業部会においても、我が国として主体的に試験に参加し、試験を実施するために、試験モジュールの設計と研究開発を両候補ブランケットについて進め、固体増殖方式では要素技術開発が終了、液体増殖方式では、最重要課題の解明が進んできた。本報告は、日本におけるテストブランケットの設計と研究開発の最新の成果を総合的に取りまとめ報告するものである。

論文

Plan and strategy for ITER blanket testing in Japan

榎枝 幹男; 秋場 真人; 田中 知*; 清水 昭比古*; 長谷川 晃*; 小西 哲之*; 木村 晃彦*; 香山 晃*; 相良 明男*; 室賀 健夫*

Fusion Science and Technology, 47(4), p.1023 - 1030, 2005/05

 被引用回数:4 パーセンタイル:67.11(Nuclear Science & Technology)

1999年に核融合会議により策定されたブランケット開発計画では、固体増殖ブランケットを核融合発電実証プラントの第一候補と位置づけ、原研が中核機関として開発を行っている。また、大学,核融合科学研究所が液体ブランケットなどの先進的なブランケット開発を担当し、開発を進めている。ITERのテストブランケットモジュール試験は、ブランケット開発の最重要マイルストンであり、原研,大学,核融合科学研究所により、種々の方式のブランケット開発が進められている。本報告では、以上の背景の下に日本において開発中のITERテストブランケット試験計画と戦略について報告する。

論文

Energetic particle experiments in JT-60U and their implications for a fusion reactor

飛田 健次; 草間 義紀; 篠原 孝司; 西谷 健夫; 木村 晴行; Kramer, G. J.*; 根本 正博*; 近藤 貴; 及川 聡洋; 森岡 篤彦; et al.

Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.315 - 326, 2002/09

 被引用回数:8 パーセンタイル:49.35(Nuclear Science & Technology)

リップル損失とアルフヴェン固有モード(AEモード)を中心にJT-60Uにおける高エネルギー粒子実験の成果をまとめ、これらに基づいて核融合炉への展望を考察した。プラズマ表面でのリップル率が増加するにつれ、中性粒子入射(NBI)イオン,及び核融合生成トリトンの著しい損失を観測し、その損失は負磁気シアで顕著になることを明らかにした。リップル損失による第一壁への熱負荷は軌道追跡モンテカルロコードの予測と良く一致することを示した。イオンサイクロトロン(ICRF)少数イオン加熱及び負イオン源NBI(N-NBI)加熱時に多くのAEモードを観測した。観測した大部分のモードはギャップモードであり、これらからTAE,EAE,NAEモードを同定した。N-NBI加熱時にはバースト状のAEモードが発生することがあることを見出した。このとき不安定周波数の掃引現象が観測され、ビームイオン損失は25%に達することもある。リップル損失や高エネルギー粒子の加熱に関するこれらの研究では、高エネルギー粒子の振る舞いが古典理論または新古典理論で説明できることを明らかにし、核融合炉における高エネルギー粒子の特性を既存理論で定量的に予測できることを示した。AEモードに関しては、実験により核融合炉で起こりうるAEモードの定性的評価を可能にした。

論文

Research and development on the Ion Cyclotron Range of Frequency heating system in JT-60U

森山 伸一; 藤井 常幸; 木村 晴行; 安納 勝人; 横倉 賢治; 篠崎 信一; 寺門 正之; 平内 慎一; 三枝 幹雄*

Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.467 - 481, 2002/09

 被引用回数:5 パーセンタイル:63.31(Nuclear Science & Technology)

JT-60Uにおけるイオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)加熱装置の開発について述べる。1992年に運転を始めた同装置は開発,改良によって116MHz,7MWの高周波を1.1秒間プラズマに入射して加熱することに成功したが、その開発成果と運転経験はITERのICRF加熱装置開発に大きく貢献するものである。高周波の発振源である4極真空管には等方性黒鉛を用いた電極を採用して高い熱負荷に耐えるようにした結果、131MHzの高周波を単管あたり1.7MW,5.4秒間出力できた。ファラデーシールドの開口面積率を高くするなどプラズマとの結合効率が高くなるよう工夫したアンテナを開発し、大電力の入射を実現した。また、核融合炉の中性子照射にも耐えるように、従来用いていたセラミック絶縁物を不要にした全金属アンテナの開発を行い、高周波特性,機械強度ともにJT-60U及び次期装置での使用に耐えることを確認した。周波数を変えると伝送線路の電気長が変化することに着目し、プラズマの変化に伴って増加する反射電力を周波数の変化によって抑制する周波数フィードバック制御を開発した。

論文

Radiofrequency experiments in JFT-2M; Demonstration of innovative applications of a travelling wave antenna

小川 俊英; 星野 克道; 金澤 貞善*; 三枝 幹雄*; 井戸 毅*; 川島 寿人; 糟谷 直宏*; 高瀬 雄一*; 木村 晴行; 三浦 幸俊; et al.

Nuclear Fusion, 41(12), p.1767 - 1775, 2001/12

 被引用回数:23 パーセンタイル:38.76(Physics, Fluids & Plasmas)

JFT-2Mでは、世界で初めて速波電流駆動用に進行波型(コムライン)アンテナを用いた実験を行い、新しい応用の実証を行っている。電子サイクロトロン加熱中のプラズマで、方向性の高い速波入射により少なくとも10keV以上の高エネルギー電子がプラズマ中心に生成されることを確認した。電流駆動方向を変えた放電を比較したが、ループ電圧、軟X線スペクトルに顕著な差は見られず、駆動電流の評価には至っていない。2周波数同時入射によって励起されるビート波が作るPonderomotiveポテンシャルを重イオンビームプローブ計測を用いて測定することに成功した。0.4$$<$$r/a$$<$$1.0の範囲でポテンシャルの空間分布が測定でき、速波の電磁界分布の直接測定法として使える可能性を示した。コムライン・アンテナが作る高周波電界により、広いトロイダル磁場範囲でプラズマが生成できることを実証した。

論文

Characteristics of Alfv$'e$n eigenmodes, burst modes and chirping modes in the Alfv$'e$n frequency range driven by negative ion based neutral beam injection in JT-60U

草間 義紀; Kramer, G. J.; 木村 晴行; 三枝 幹雄*; 小関 隆久; 飛田 健次; 及川 聡洋; 篠原 孝司; 近藤 貴; 森山 伸一; et al.

Nuclear Fusion, 39(11Y), p.1837 - 1843, 1999/11

 被引用回数:61 パーセンタイル:13.16(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uにおいて、負イオン源ビーム(NNB)を用いて、ビームイオンが励起する不安定性の研究を行った。磁気シアが弱い場合には、ビームイオンの体積平均$$beta$$値が0.1%と低い領域においてもアルヴェン固有モードが励起されることが明らかとなった。しかし、このモードは強い負磁気シアを持つプラズマでは安定化できることがわかった。ビームイオン$$beta$$値が0.2%程度に上昇し、かつプラズマ中心の安全係数が1.4程度まで低下すると、アルヴェン周波数領域にバースト的に発生をくり返すモードが出現する。このモードにより、わずかではあるがビームイオンが損失することが明らかになった。

論文

High-power test of the all-metal supports for a center conductor of an ITER ICRF antenna

森山 伸一; 木村 晴行; 藤井 常幸; 三枝 幹雄*; 今井 剛; 山本 巧; 新井 宏之*; 太田 完治*

Fusion Engineering and Design, 45(1), p.31 - 40, 1999/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:77.75

ITER R&Dタスク「ICRFアンテナ及び真空部伝送系開発」に基づき、ITERアンテナ用全金属支持体の実サイズモックアップを設計、製作し、試験を行った。まず、広い周波数帯域で高周波特性が最適となる支持体間の間隔を、2台のモックアップを用いた低電力高周波測定により求めた。間隔2.625mの時、40-85MHzの全帯域でVSWR$$<$$2.3、最重要帯域である55-65MHzではVSWR$$<$$1.8の良好な特性が得られた。続いて60MHzの大電力高周波を用いて耐電圧試験を行い、目標としていた発生電圧40kVを上回る42.5kV、1秒間(100msでは45.5kV、1msでは55kV)を達成し、製作したアンテナ全金属支持体のモックアップがITERのICRFアンテナに十分適用可能な性能を有することを確かめた。

論文

Production and confinement characteristics of ICRF-accelerated energetic ions in JT-60U negative-shear plasmas

草間 義紀; 木村 晴行; 根本 正博; 濱松 清隆; 飛田 健次; 及川 聡洋; Afanassiev, V. I.*; 森岡 篤彦; 藤田 隆明; 小出 芳彦; et al.

Plasma Physics and Controlled Fusion, 41(5), p.625 - 643, 1999/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:78.81(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uの負磁気シアプラズマにおいて、イオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)加熱による高エネルギーイオンテイルの形成と高エネルギーイオンの閉じ込め特性について調べた。負磁気シアプラズマでは高エネルギーイオンの閉じ込めが悪く、テイルも形成されにくいことが中性粒子測定から示唆された。一方、テイルの蓄積エネルギーは、正磁気シアプラズマと同程度であった。モンテカルロコード(OFMC)を用いた評価から、負磁気シアプラズマではテイルイオンの小半径方向の分布が正磁気シアに比べて3倍程度広いことが明らかとなった。その結果、正磁気シアプラズマと同程度の蓄積エネルギーを有すると考えられる。また、高周波加熱に特有なドップラーシフトによる高周波吸収層の外側へのわずかな移動が、蓄積エネルギーに大きな影響を与えることも明らかとなった。

論文

Destabilization of ellipticity-induced Alfven eigenmodes during ICRF heating and stabilization by negative-ion-based neutral beam injection in JT-60U

草間 義紀; Fu, G. Y.*; Kramer, G. J.*; 三枝 幹雄*; 及川 聡洋; 小関 隆久; 森山 伸一; Tchernychev, F. V.*; 根本 正博; 近藤 貴; et al.

Plasma Physics and Controlled Fusion, 41(9), p.1167 - 1177, 1999/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:78.81(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uプラズマのイオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)加熱時に、周波数が525~550KHzでトロイダルモード数が3-7の磁場揺動(モード)を観測した。このモードの発生に伴い、高エネルギーイオンの異常輸送を示す中性子発生率の低下が起こる。NOVA-Kコードを用いて解析した結果、このモードは安全係数が1の面で起こるアルヴェン固有モードの一種の楕円度励起アルヴェン固有モード(EAE)であることが明らかになった。ICRF加熱と同時に負イオン源中性粒子ビーム(N-NB)を入射するとEAEは安定化され、中性子発生率も低下しない。NOVA-Kコードを用いてEAEの安定性解析を行ったところ、N-NB入射イオンビームによるランダウ減衰でEAEが安定化できることが新たに明らかになった。

論文

Real-time impedance matching by frequency feedback control in Ion Cyclotron Range of frequency heating experiments in JT-60U and future tokamaks

森山 伸一; 木村 晴行; 藤井 常幸; 山本 巧; 三枝 幹雄*

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 37(11), p.6204 - 6209, 1998/11

 被引用回数:2 パーセンタイル:85.91(Physics, Applied)

JT-60ICRF加熱装置において、アンテナ-伝送ライン間のインピーダンス整合の実時間制御を実現する、周波数フィードバック制御システムを設計、製作し、実験においてその有効性を確認した。ICRF加熱実験において、プラズマパラメータの変化によるアンテナインピーダンスの変化は避けられないが、このとき発生する反射電力は大電力の入射を行う上で大きな障害となる。JT-60では周波数フィードバック制御システムを用いてインピーダンス整合を実時間で自動的に行い、反射電力を低く保つことに成功した。8系統のアンテナ電流導体に1周波数の高周波を給電するシステムでの周波数フィードバック制御では、安定して全系統の反射を低く保つことは容易ではないが、これをアルゴリズムを工夫したデジタル制御を用いて実現した。ITERのICRF加熱装置においても多系統1周波数のシステムが設計されており、本方式が有効であると考えられる。

論文

Alfv$'e$n eigenmodes and their impact on plasma characteristics in JT-60U

草間 義紀; Nazikian, R.*; Kramer, G. J.*; 木村 晴行; 三枝 幹雄*; 小関 隆久; Fu, G. Y.*; 飛田 健次; 及川 聡洋; 篠原 孝司; et al.

Fusion Energy 1998, 2, p.537 - 544, 1998/10

JT-60Uでは、負イオン源中性粒子ビーム(NNB)入射で生成される高エネルギーイオンで$$alpha$$粒子を模擬し、アルヴェン固有モードの研究を進めている。高エネルギーイオンの体積平均$$beta$$値が0.1%程度と低い領域においても上記のモードが発生することを明らかにした。これは、磁気シアが弱いことによる。$$beta$$値が0.2%程度以上になるとアルヴェン固有モード領域にバースト的に発生をくり返すモードが現れ、わずか(数%)ではあるが高エネルギーイオンの損失を招く。また、アルヴェン固有モードは強い負磁気シアを持つプラズマでは安定化できることも新たに明らかになった。

論文

Alfven eigenmode and energetic particle research in JT-60U

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:108 パーセンタイル:5.19(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($$Delta$$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、$$gamma$$線計測等の開発成果を述べる。

論文

Toroidal alfven eigenmodes driven with ICRF accelerated protons in JT-60U negative shear discharges

草間 義紀; 木村 晴行; 小関 隆久; 三枝 幹雄*; Kramer, G. J.*; 及川 聡洋; 森山 伸一; 根本 正博; 藤田 隆明; 飛田 健次; et al.

Nuclear Fusion, 38(8), p.1215 - 1223, 1998/08

 被引用回数:37 パーセンタイル:23.8(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60UのICRF加熱された負磁気シアプラズマにおいて、引き続いて起こる部分崩壊による密度分布の平坦化の後、トロイダルアルヴェン固有モード(TAE)が初めて観測された。周波数は90-120kHzで、トロイダルモード数は5~8であった。TAEモードの安定性をPPPLのNOVA-Kコードを用いて解析したところ、安定性は安全係数が最小値となる場所のすぐ内側のTAEギャップ構造に強く依存し、実験結果は理論予測と概ね一致することがわかった。中心部で弱い磁気シアを持つ放電において、周波数が急速に変化するモードがICRF加熱中に観測された。約150msの間に、周波数は30kHzか3110kHzに上昇した。この大きな周波数の変化を説明するには、現在の理論は不十分である。

論文

A Mock-up test of a ceramic-free antenna feeder of the ion cyclotron heating system for next-generation tokamaks

森山 伸一; 木村 晴行; 藤井 常幸; 三枝 幹雄*; 新井 宏之*

Japanese Journal of Applied Physics, 37(6A), p.3536 - 3540, 1998/06

 被引用回数:4 パーセンタイル:75.26(Physics, Applied)

現在の大型トカマク装置ではイオンサイクロトロン帯(ICRF)の高周波を用いるプラズマ加熱・電流駆動装置のアンテナへの電力の伝送に、内部導体を有する同軸管を用いている。この内部導体及びこれに接続されるアンテナ導体を機械的に支持し、かつ外部導体と内部導体間の電気絶縁を確保するため、現在の装置ではセラミックの支持体を使用している。ところがITERなど次世代のトカマク装置ではプラズマからの中性子による損傷のため、セラミックは採用できない可能性が高い。この課題を克服するため、リッジ導波管の原理を用いた全金属製の「セラミックフリーアンテナ支持体」を考案した。約1/4サイズのモックアップを製作し、その高周波特性(電力反射率とその周波数依存性)を実測し、モデル計算と比較して評価した。ITERのICRF加熱装置で想定されている周波数帯域全域で15%以下、リッジ導波管の遮断周波数以上では3%以下の非常に良好な電力反射率が得られた。「セラミックフリーアンテナ支持体」が次世代のトカマク装置のICRF加熱装置に適していることが確かめられた。

論文

Noncircular triangularity and ellipticity-induced Alfven eigenmodes observed in JT-60U

Kramer, G. J.*; 三枝 幹雄; 小関 隆久; 草間 義紀; 木村 晴行; 及川 聡洋; G.Y.Fu*; C.Z.Cheng*; 飛田 健次

Physical Review Letters, 80(12), p.2594 - 2597, 1998/03

 被引用回数:40 パーセンタイル:16.69(Physics, Multidisciplinary)

三角度が励起する三角度励起アルフベン固有(NAE)モードを、イオンサイクロトロン波帯高周波と中性粒子入射を用いた複合加熱実験時に、JT-60Uにて世界で初めて観測した。その際、楕円度励起アルフベン固有(EAE)モード、トロイダルアルフベン固有(TAE)モードも、同時に観測した。また、NAEモードの励起に必要な高速イオンのベータ値の閾値は、TAEモード励起と同程度になるプラズマパラメータが存在することが判明した。計算コード(NOVA-K)による解析によれば、観測されたNAEモードは、規格化小半径r/aで0.8以上の周辺部に励起されたと推定できた。また、測定データから求めたアルフベン共鳴連続スペクトルの構造から、容易に励起可能と考えられたEAEモードは、内部インダクタンスが低い場合のみしか観測できなかった。

論文

All metal support for a central conductor of the ITER ICRF Antenna system

森山 伸一; 木村 晴行; 三枝 幹雄; 藤井 常幸; 新井 宏之*; 植田 裕之*; 太田 完治*; 釜倉 克壽*

Fusion Engineering and Design, 39-40, p.135 - 142, 1998/00

核融合装置第1壁の構成要素であるICRFアンテナのループ導体、およびこれに高周波電力を供給する同軸の中心導体には、ディスラプションによる電磁力に耐える支持構造が要求される。電気絶縁の必要上、支持構造には、通常セラミクスが用いられる。しかし中性子束の多い環境では、誘電体損失の増加によりセラミクスが使用できない可能性が高い。そこで必要な周波数の高周波を透過する全金属の支持構造を提案し、開発を進めている。ITERアンテナ用支持構造の機械強度設計、冷却計算、実サイズモックアップの高周波特性測定を行った。ディスラプションによる電磁力は同軸管を軸の周りに回転させる方向に働き、アンテナから1m離れたところで6000Nmと見積もられるが、全金属支持構造を用いればアンテナはこれに耐えることができる。支持構造の脚部をアンテナ冷却水の導入管として用いることが可能である。使用する周波数帯域(40-90MHz)全域で電力反射率15%以下、60MHzでは1%以下の良好な高周波特性を確認した。

論文

Systematic study of toroidicity-induced Alfven eigenmodes at low-q discharges in JT-60U

三枝 幹雄; 木村 晴行; 草間 義紀; Kramer, G. J.*; 小関 隆久; 森山 伸一; 及川 聡洋; 閨谷 譲; 近藤 貴

Plasma Physics and Controlled Fusion, 40(9), p.1647 - 1659, 1998/00

 被引用回数:33 パーセンタイル:26.95(Physics, Fluids & Plasmas)

国際熱核融合実験炉(ITER)と同様な低qプラズマ配位におけるトロイダルアルフベン固有モード(TAEモード)の研究を行った。本研究では、JT-60UでのICRF加熱実験にてTAEモードの励起に必要な高速イオン(軽水素イオン)を発生させ、高周波電力、線平均電子密度、内部インダクタンスを変化させることにより、様々なTAEモードを観測し、TAEモードの発生機構を系統的に解明することができた。実験で観測された4種類のモードは、低内部インダクタンスで大電力高周波加熱時に発生する低シアモード、q=1面外に発生する通常のTAEモード、q=1面内に発生する竜巻上の周波数スペクトルを有するモード(トルネードモード)、高周波密度時にのみq=1面内に発生するトロイダル両方向に伝播するTAEモード(世界で初めて観測)であり、トルネードモードに関しては、プラズマの内部エネルギー、中心付近の電子温度の減少、特に3MeVの軽水素イオン数の著しい減少が観測された。これによりITERのような低q配位では、トルネードモードにより著しい高速イオンの閉じこめ劣化が発生する可能性があることが分かった。

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