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論文

大型核融合実験装置JT-60Uの解体

池田 佳隆; 岡野 文範; 逆井 章; 花田 磨砂也; 秋野 昇; 市毛 尚志; 神永 敦嗣; 清野 公広; 久保 博孝; 小林 和容; et al.

日本原子力学会和文論文誌, 13(4), p.167 - 178, 2014/12

JT-60Uを超伝導トカマクJT-60SAに改造するため、JT-60U本体を解体した。JT-60Uは18年間の重水素運転により放射化されており、このJT-60Uの解体は、放射化した核融合装置の解体として我が国初の解体であった。全ての解体品は、将来のクリアランスの適用を考慮し、線量当量率や材料、重量などのデータを記録した。切断技術や保管技術などは、効率的に解体を行うための鍵であった。解体に要した人工数や解体品の放射化レベルなど、他の核融合装置で解体を行う際に有用となる情報を報告する。

論文

Safe disassembly and storage of radioactive components of JT-60U torus

池田 佳隆; 岡野 文範; 花田 磨砂也; 逆井 章; 久保 博孝; 秋野 昇; 千葉 真一; 市毛 尚志; 神永 敦嗣; 清野 公広; et al.

Fusion Engineering and Design, 89(9-10), p.2018 - 2023, 2014/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:73.24(Nuclear Science & Technology)

JT-60U本体の解体は、18年間の重水素運転の後、2009年から開始し、2012年10月に終了した。JT-60本体は電磁力に耐えるため複雑で溶接構造を有しており、機器は放射化している。本解体作業は、日本で初めての放射化した核融合装置の解体であり、注意深く実施された。約3年間で、約41,000人日の作業を行い、解体品総数は約13000個、総重量は5400トンに達した。全ての解体品は線量当量率等の測定を行っており、ほとんどの解体品は、将来、クリアランス検認を行えば、非放射化物となると期待できる。この解体が終了し、JT-60SAの組立が2013年1月から開始した。

論文

Improvement of the real-time processor in JT-60 data processing system

坂田 信也; 清野 公広; 佐藤 稔; 小湊 俊治; 末岡 通治; 細山 博己; 川俣 陽一

Fusion Engineering and Design, 84(7-11), p.1680 - 1683, 2009/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:87.33(Nuclear Science & Technology)

JT-60データ処理設備実時間処理計算機(RTP)は、JT-60における実時間帰還制御系ループの一部であり、1997年のシステム運用開始移行、JT-60実験放電で生成されるプラズマの高性能化に対応するため、実時間帰還制御時のパラメータとなる計測データ収集項目の追加や演算処理の高速化等、システム改良,機能拡張を継続的に実施してきた。しかし、現システムでは、CPUの処理能力、及びシステムの老朽化等の問題から、さらなる改良が困難な状況になりつつある。本報告では、これまでのシステム開発,改良,機能拡張に得られた知見、及び現システムにおける課題から得られたシステム要件を基盤とした次期システム設計案、及びプロトタイプシステムの開発による現システムの改良について報告する。

論文

Development of new mass data acquisition system for diagnostics on JT-60U

大島 貴幸; 清野 公広; 坂田 信也; 佐藤 稔; 小湊 俊治; 小関 隆久

Fusion Engineering and Design, 83(2-3), p.330 - 333, 2008/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:87.16(Nuclear Science & Technology)

JT-60U計測装置データ処理設備のTMDSとFDSは、規格が旧式で拡張性に乏しく更新が迫られている。そこで、より高速に大容量データ収集が可能で汎用的なPXI(Compact PCI)規格に基づく大容量データ収集システム(P-MDAS)のプロトタイプを開発した。2004年は単体性能の検証を行い、2005$$sim$$2006年は光通信インターフェースによる遠隔計測制御,コントローラPCのマルチ化,複数PXIボードによるマルチチャネル化,高速サンプリング(1MS/s, 1MHz)で長時間データ収集(実験シーケンス:45秒)の検証を行った。同時にMDASサーバ(MDAS-SVR, UNIX WS)を開発し、UNIX-ISP(UNIX WS Inter-Shot Processor)へのデータ転送を検証した。今後は、多チャンネル化を目指し、収集量が10GB程度でデータ処理設備全体のパフォーマンス試験を実施していく予定である。

論文

Design study of the JT-60SA supervisory control system

川俣 陽一; 内藤 磨; 清野 公広; 伊丹 潔; 戸塚 俊之; 赤坂 博美; 末岡 通治; 佐藤 朋樹; 大島 貴幸; 坂田 信也; et al.

Fusion Engineering and Design, 83(2-3), p.198 - 201, 2008/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:78.3(Nuclear Science & Technology)

ITERの幅広いアプローチとして超伝導化されるJT-60SAの設計が開始され、制御システムについては既存システムを最大限再利用しつつ、次の各項目それぞれに新しい考え方を創出適用し先進的な統括制御システムを構築することを目指して検討している。(1)高精度タイミングシステム,(2)先進的放電シーケンス制御システム,(3)高機能実時間制御システム,(4)ハードワイヤード保護インターロックシステム,(5)制御プログラム形式放電条件システム,(6)先進的データベースシステム。本発表では、JT-60SA統括制御システムの特徴である上記システムの重要ポイントについて概念設計の検討内容を報告する。

論文

Updating legacy CAMAC-based data acquisition system for extended pulse duration of JT-60U

佐藤 稔; 清野 公広; 大島 貴幸; 坂田 信也; 木島 滋; 小関 隆久

Fusion Engineering and Design, 83(2-3), p.334 - 336, 2008/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:78.3(Nuclear Science & Technology)

JT-60Uの計測システムは、制御・データ収集にCAMACシステムを使用している。データ収集においては、旧式のトランジェントレコーダーを用いていた。しかし、放電時間伸長に伴うデータ量の増加によって、メモリ不足のため放電時間内に従来のサンプリング時間ですべてのデータを収集することが困難になった。このため、現行のCAMAC制御を維持しながら、放電時間によって変化するデータ量に対応するため、これまでのトランジェントレコーダーに代わって大容量のメモリを持ったVMEデータ収集システムを開発し、この新システムをボロメータ計測システムに適用した。

論文

Development and verification of remote research environment based on "Fusion research grid"

射場 克幸*; 小関 隆久; 戸塚 俊之; 鈴木 喜雄; 大島 貴幸; 坂田 信也; 佐藤 稔; 鈴木 光博; 濱松 清隆; 清野 公広

Fusion Engineering and Design, 83(2-3), p.495 - 497, 2008/04

 被引用回数:4 パーセンタイル:63.82(Nuclear Science & Technology)

核融合研究グリッドは遠隔地の研究者をネットワークで結び、時間・空間を越えて効率的な核融合の協力研究を可能とするための環境である。核融合研究グリッドの基盤技術は、文部科学省のe-Japanプロジェクトの下のVizGridプロジェクトによって、原子力機構で開発された。遠隔研究活動を支援する新しいシステムの必要性が求められており、遠隔実験,遠隔計測,遠隔解析環境が核融合研究グリッドとして開発された。開発された遠隔実験システムのプロトタイプは、すべてのユーザーが、SIネットのような閉じたネットワークを使わずに、どこからでもセキュリティーを保ちながら遠隔実験にアクセスできる。プロトタイプシステムは、JT-60Uの実験において検証され、その有効性が確認された。

論文

Improvement of data processing system for advanced diagnostics in JT-60U

大島 貴幸; 清野 公広; 坂田 信也; 佐藤 稔; 戸塚 俊之; 射場 克幸*; 小関 隆久; 平山 俊雄

Fusion Engineering and Design, 82(5-14), p.1210 - 1215, 2007/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:78.08(Nuclear Science & Technology)

MSPをOSとするショット間処理計算機MSP-ISP(MSP OS-Inter Shot Processor)はJT-60U計測用データ処理設備の中心として約20年間運用されてきた。MSP-ISPは、放電時間の伸長(15秒から65秒へ)による計測データの増加,ネットワーク接続性が不十分,周辺機器と拡張が非合理,応用ソフトウェアが古く、周辺機器接続のための改造が容易ではない等の旧式化となった。約4年をかけて2005年に新しいUNIXをOSとするISP UNIX-ISP(UNIX OS-Inter Shot Processor)に完全に移行した。MSP-ISPでは各機能が一極に集中していたので、UNIX標準装備のネットワーク技術を使い、機能を分散化することで負荷軽減を図った。また、実際の実験シーケンスでの総合負荷試験や物理量変換プログラムで計算機の性能評価を行った。さらに、他の研究機関から核融合研究のエキスパートを結集し、JT-60Uを遠隔地から実験参加するシステム(RES)を安全に通信できるようITBL(IT-Based Laboratory)のセキュリティを用いて開発した。遠隔地の大学から、このたび開発した原子力機構那珂のRMVSVR(Remote Server)にアクセスし、放電条件設定,放電状態表示,実験放電結果データ表示等の検証を行った。

報告書

JT-60データ処理設備UNIX化改良

坂田 信也; 清野 公広; 大島 貴幸; 佐藤 稔; 小関 隆久

JAEA-Technology 2007-039, 27 Pages, 2007/07

JAEA-Technology-2007-039.pdf:13.66MB

JT-60データ処理設備は、複数の計算機群より3階層を成し構成され、第一階層に大型汎用計算機であるショット間処理計算機,第二階層に階層間のインターフェイス装置となるマイクロコンピュータ,ミニコンピュータ,第三階層にCAMACシステム,VMEシステムから構成される各種計測装置が設置される。しかし、システムの老朽化に伴い、システムを保持,管理していくことが困難になりつつあった等の理由から、近年の情報科学技術を利用したUNIX系計算機中心の水平分散型システム構築を1993年以降、段階的に実施し、2005年10月、最終段階となるMSP-ISPの機能分散化改造を終え、新システムによる運用を開始した。本報告では、MSP-ISPの持つ機能をUNIX系計算機上に分散化した水平分散型システム構築に伴う機能の開発,改造について報告する。

論文

Status and prospect of JT-60 plasma control and diagnostic data processing systems for advanced operation scenarios

栗原 研一; 米川 出; 川俣 陽一; 末岡 通治; 細山 博己*; 坂田 信也; 大島 貴幸; 佐藤 稔; 清野 公広; 小関 隆久

Fusion Engineering and Design, 81(15-17), p.1729 - 1734, 2006/07

 被引用回数:12 パーセンタイル:29.48(Nuclear Science & Technology)

トカマク型磁気核融合研究は、国際熱核融合実験炉ITERの国際共同建設へと一歩前に進もうとしている中、JT-60を含む既存のトカマク型実験装置は、ITERや将来の核融合発電炉に向け、さらなる先進的運転シナリオの探求を行うことが期待されている。このような状況の中、以下に示す実験上の課題がJT-60において十分検討あるいは克服されなければならないことがわかる。すなわち、高性能のプラズマを定常に維持する方法やほぼ完全にプラズマの不安定性を回避する方法を明確にするという課題である。これを動機としてJT-60では、プラズマ実時間制御及び計測データ収集系のソフトウエアからハードウエアに渡る大規模改造を実施してきた。特に、先進的運転シナリオの探求に不可欠な開発が実施され、一部は既に完成している。これらの開発では、高速ボード計算機を大容量のリフレクティブメモリーを用いたネットワークに接続するという方式を採用した。以上の制御・計測データ収集系開発の結果報告に加えて、これまで20年間に及ぶJT-60を用いたトカマクプラズマ実験運転の経験を踏まえて、核融合発電炉を視野に入れた将来のプラズマ制御・計測データ収集システム構想を試みる。

論文

Progress of data processing system in JT-60; Development of remote experiment system

坂田 信也; 戸塚 俊之; 清野 公広; 大島 貴幸; 佐藤 稔; 小関 隆久

Fusion Engineering and Design, 81(15-17), p.1775 - 1778, 2006/07

 被引用回数:9 パーセンタイル:39.21(Nuclear Science & Technology)

JT-60データ処理設備は、複数の計算機による3階層で構成されている。第一階層となる大型汎用計算機は、JT-60全系制御設備との通信を行うとともに、データ処理設備内の階層間通信を管理している。第二階層は、複数のミニコンピュータより構成され、第三階層を構成するさまざまな計測装置からプラズマ実験データを収集する。JT-60データ処理設備では、システムの経年化に伴い、第二階層を構成するミニコンピュータを維持していくことが困難な状態にあることや高度化するプラズマ実験の要求に応えるためにシステム全体の処理能力を向上させる必要があること等の理由から、UNIX系計算機を中心とした処理分散型システムの構築を実施した。さらに、処理分散型システムの構築と並行して、JT-60遠隔実験システムの開発を実施している。本システムは、遠隔地からJT-60実験運転のパラメータとなる放電条件の設定を可能にするものであり、今後の核融合共同研究において重要な課題となっている。

論文

JT-60データ処理設備ショット間処理計算機の移行

坂田 信也; 清野 公広; 大島 貴幸; 佐藤 稔; 小関 隆久

平成16年度大阪大学総合技術研究会報告集(CD-ROM), 4 Pages, 2005/03

JT-60データ処理設備ショット間処理計算機は、JT-60データ処理設備の中心的な役割りを担う計算機であり、JT-60実験放電にて得られた計測データの収集,加工,保存等を行う計算機である。現在、JT-60データ処理設備ショット間処理計算機には、大型汎用計算機が採用されているが、近年、UNIX系計算機が主流になってきており、さらに、ネットワーク環境の高度化により、処理分散型システムを容易に構築することが可能となってきた。これらの理由から、次年度実験再開に向けてUNIX系マシンへの移行を行っている。

論文

JT-60データ処理設備におけるCAMAC制御及びデータ収集の改良

佐藤 稔; 清野 公広; 大島 貴幸; 坂田 信也; 小関 隆久; 松田 俊明; 長坂 康史*; 小畑 敬義*

平成16年度大阪大学総合技術研究会報告集(CD-ROM), 3 Pages, 2005/03

JT-60データ処理設備では、老朽化したCAMACシステムをいかに効率よく温存し、従来と変わらないCAMAC制御及びデータ収集を行うために、上位計算機システムの改良を進めている。従来のVMEシステムからPCIシステムに移行するため、CAMACを制御するモジュールのデバイスドライバの開発、またデバイスドライバを利用したアプリケーションの開発を行った。

論文

JT-60計測用データ処理設備の現状

清野 公広; 大島 貴幸; 坂田 信也; 佐藤 稔; 小関 隆久; 松田 俊明

平成16年度大阪大学総合技術研究会報告集(CD-ROM), 4 Pages, 2005/03

JT-60計測装置用データ処理設備の中核であるショット間処理計算機(ISP)の更新状況及び、データ収集を行う大容量データ記憶システム(TMDS)の移行状況,次期MDASシステムについて検証を行っている。また、データ保存についても従来は実験データ保管システム(EDKS)を構築し運用を行っていたが、ISPのワークステーション化に伴い、最新のデジタルリニアテープ装置を導入したので合わせて報告する。

論文

Development of plasma facing component for LHCD antenna

前原 直; 関 正美; 鈴木 哲; 横山 堅二; 菅沼 和明; 清野 公広; 今井 剛; 鈴木 靖生*; 奥山 利久*; 斎藤 房男*; et al.

Fusion Engineering and Design, 39-40, p.355 - 361, 1998/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:52.1

低域混成波帯電流駆動(LHCD)用のアンテナ先端部は、プラズマ対向機器としての機能を持たせる必要がある。そこで炭素系繊維材を用いたアンテナ先端部モジュールの開発を行い、その高熱負荷特性について、電子ビームによる照射実験を行った。その結果、ITERの第一壁で要求される熱負荷の約13倍(3.2MW/m$$^{2}$$)をモジュールに2分間照射しても、炭素系繊維材にメッキした銅が剥離しないことが確かめられた。この高熱負荷実験及び結果につき、詳細に報告する。

報告書

High RF power test of a lower hybrid module mock-up in carbon fiber composite

前原 直; 清野 公広; 関 正美; 菅沼 和明; 池田 佳隆; 今井 剛; Goniche, M.*; J.Brossaud*; V.Cano*; F.Kazarian-Vibert*; et al.

JAERI-Research 97-086, 29 Pages, 1997/11

JAERI-Research-97-086.pdf:1.33MB

炭素系繊維材(CFC)を用いて、プラズマに対向するアンテナ先端部モジュールの開発を行った。試作したモジュールの耐電圧特性、高周波特性及びガス放出特性について、準定常運転が可能なフランス・カダラッシュ研究所の高周波出力試験装置で、これらの特性評価を行った。その結果、150MW/m$$^{2}$$(設計値の約3倍)の高周波電力を伝送しても、高周波特性及び耐電力特性に問題ないことを実証した。またCFCモジュールからのガス放出率は、モジュール温度350$$^{circ}$$Cにおいて、アルミナ分散強化銅モジュールからのガス放出率の約6倍程度であることが明らかになり、先端部モジュールの材料として有力な候補である結論を得た。

論文

Simple multijunction launcher with oversized waveguides for lower hybrid current drive on JT-60U

池田 佳隆; 内藤 磨; 関 正美; 近藤 貴; 井手 俊介; 安納 勝人; 福田 裕実*; 池田 幸治; 北井 達也*; 清野 公広; et al.

Fusion Engineering and Design, 24, p.287 - 298, 1994/00

 被引用回数:21 パーセンタイル:14.15

JT-60Uの低域混成波結合系用として、オーバーサイズ導波管を用いた電力分岐方式を開発した。この結合系は、電力分岐モジュールを4段4列配列した構造であり、モジュール内で高周波はオーバサイズ導波管を介し、トロイダル方向に12分岐される。この方法により、多くの導波管から構成される位相制御型結合系を容易に実現できた。JT-60Uの低域混成波実験において、この結合系の評価を行い、反射率2%、電力密度29MW/m$$^{2}$$の良好な結果を得た。また反射率が低いため、オーバサイズ導波管内の高次モードの影響が無視可能であることを明らかにするとともに、結合特性や電流駆動効率が、高次モードを無視した計算から求まる理論値で良く説明できることを示した。これらの結果から、この簡素化した結合系の有効性が実証された。

論文

Plasma coupling test of RF heating system in JT-60

上原 和也; 池田 佳隆; 三枝 幹雄; 坂本 慶司; 藤井 常幸; 前原 直; 恒岡 まさき; 関 正美; 森山 伸一; 小林 則幸*; et al.

Fusion Engineering and Design, 19(1), p.29 - 40, 1992/07

 被引用回数:1 パーセンタイル:81.71

JT-60RF加熱装置のプラズマとの結合試験の様子が述べられている。RF加熱装置は2GHz帯と120MHz帯の高周波加熱装置で合計30MWがJT-60に入射される。全システムは、全系制御システムとリンクしたミニコンピューターで自動的に制御され、RFパワーと位相差があらかじめセットされたプレプログラムに従って、制御される。プラントデーターは装置の状況と把握するのに用いられ、RF入射中に集計、記録できるようになっている。両方の周波数帯の高周波が単独にあるいは中性粒子ビーム(NBI)入射中と連携で入射することが可能で、JT-60の追加熱実験に十分な性能を有することが示された。

論文

Technical performance of fast frequencyshift of JT-60 LHRF system during a plasma shot

池田 佳隆; 今井 剛; 藤井 常幸; 本田 正男; 清野 公広; 前原 直; 永島 孝; 三枝 幹雄; 坂本 慶司; 沢畠 正之; et al.

Fusion Engineering and Design, 13, p.209 - 217, 1990/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:79.35

JT-60LHRF加熱装置は、1.74から2.23GHzの広い帯域で低域混合波(LHRF)を入射する装置である。このため高周波源である1MWクライストロンは、この帯域内を150MHz/0.3sという加速でチューニング可能な構造を有している。この広帯域を有する能力により、従来のLHRF加熱装置では不可能であった。同一ランチャーによる。プラズマ加熱、電流駆動の周波数依存性の研究を可能にした。本論文は、広帯域の特長を有するシステムと、クライストロンの高速チューニング構機を述べると供に、同一ランチャーを用いて、プラズマ中に、1.74と2GHzの2波を入射した結果について述べる。

論文

Efficient lower hybird current drive us ing multijunction launcher on JT-60

池田 佳隆; 今井 剛; 牛草 健吉; 関 正美; 小西 一正*; 内藤 磨; 本田 正男; 清野 公広; 前原 直; 永島 孝; et al.

Nuclear Fusion, 29(10), p.1815 - 1819, 1989/10

 被引用回数:24 パーセンタイル:28.87(Physics, Fluids & Plasmas)

シャープで方向性の高い低域混合波(LHRF)を励起するために、導波管を3分割したマルチジャンクション型ランチャーを用いて、電流駆動実験をJT-60において行った。プラズマとの結合特性は、理論と良く一致するとともに、入射電力は、数日間のエージングにより2MW以上に達した。電流駆動効率は、波の近傍条件を満足するかぎり高速電子に波を結合させる場合が高い値を示す。

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