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論文

Dynamic transport study of the plasmas with transport improvement in LHD and JT-60U

居田 克巳*; 坂本 宜照; 稲垣 滋*; 竹永 秀信; 諫山 明彦; 松永 剛; 坂本 隆一*; 田中 謙治*; 井手 俊介; 藤田 隆明; et al.

Nuclear Fusion, 49(1), p.015005_1 - 015005_7, 2009/01

 被引用回数:12 パーセンタイル:47.52(Physics, Fluids & Plasmas)

LHDとJT-60Uの内部輸送障壁プラズマにおけるダイナミック輸送解析について述べる。ダイナミック輸送解析とは、外部加熱による過渡応答中の輸送解析である。両装置において、内部輸送障壁プラズマへの遷移に伴い、その内側領域における温度分布の平坦化(輸送の増大)を同定した。また、内部輸送障壁領域の温度分布の曲率が正から負へ自発的に遷移する現象を観測した。これらの現象は、今後さらなる分析を要するが、空間的な乱流輸送の強い相互作用を示唆している。

論文

Overview of national centralized tokamak program; Mission, design and strategy to contribute ITER and DEMO

二宮 博正; 秋場 真人; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 藤原 正巳*; 濱松 清隆; 林 伸彦; 細金 延幸; 池田 佳隆; 井上 信幸; et al.

Journal of the Korean Physical Society, 49, p.S428 - S432, 2006/12

現在検討が進められているJT-60のコイルを超伝導コイルに置き換える計画(トカマク国内重点化装置計画)の概要について述べる。本計画はITER及び原型炉への貢献を目指しているが、その位置づけ,目的,物理設計及び装置設計の概要,今後の計画等について示す。物理設計については、特に高い規格化ベータ値を実現するためのアスペクト比,形状因子及び臨界条件クラスのプラズマや完全非誘導電流駆動のパラメータ領域等について、装置については物理設計と整合した設計の概要について示す。

論文

Overview of the national centralized tokamak programme

菊池 満; 玉井 広史; 松川 誠; 藤田 隆明; 高瀬 雄一*; 櫻井 真治; 木津 要; 土屋 勝彦; 栗田 源一; 森岡 篤彦; et al.

Nuclear Fusion, 46(3), p.S29 - S38, 2006/03

 被引用回数:13 パーセンタイル:51.64(Physics, Fluids & Plasmas)

トカマク国内重点化装置(NCT)計画は、大学における成果を取り込みつつJT-60Uに引き続き先進トカマクを進めるための国内計画である。NCTのミッションは発電実証プラントに向けて高ベータ定常運転を実現するとともに、ITERへの貢献を図ることである。高ベータ定常運転を実現するために、装置のアスペクト比,形状制御性,抵抗性壁モードの帰還制御性,電流分布と圧力分布の制御性の機動性と自由度を追求した。

論文

Engineering design and control scenario for steady-state high-beta operation in national centralized tokamak

土屋 勝彦; 秋場 真人; 疇地 宏*; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 藤原 正巳*; 濱松 清隆; 橋爪 秀利*; 林 伸彦; 堀池 寛*; et al.

Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1599 - 1605, 2006/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:88.23(Nuclear Science & Technology)

JT-60定常高ベータ装置(トカマク国内重点化装置)は、経済的な核融合炉の実現を目指した定常高ベータプラズマ運転の実証が重要なミッションの一つである。現在、プラズマ形状及びアスペクト比について広いパラメータ領域で研究を行えるように、装置の物理的・技術的設計検討を進めている。本装置の目標とする高ベータプラズマは、自由境界MHD安定性限界を超えた領域にあるため、電子サイクロトロン加熱による新古典テアリングモードの抑制に加えて、安定化板及び容器内コイルを用いた壁不安定性モードの抑制など、さまざまなMHD不安定性の制御手法を駆使する必要がある。それらを踏まえて、今回は、高ベータと臨界条件クラスのプラズマを同時に達成できるプラズマパラメータの解析評価、及び自由境界MHD安定性限界を超えた高ベータプラズマの非誘導電流駆動制御シナリオの検討結果について報告する。また、広いパラメータ領域で定常高ベータプラズマ運転を実現させるための装置設計の現状に関して、超伝導コイル及び放射線遮へい材を中心に報告する。

論文

Design study of national centralized tokamak facility for the demonstration of steady state high-$$beta$$ plasma operation

玉井 広史; 秋場 真人; 疇地 宏*; 藤田 隆明; 濱松 清隆; 橋爪 秀利*; 林 伸彦; 堀池 寛*; 細金 延幸; 市村 真*; et al.

Nuclear Fusion, 45(12), p.1676 - 1683, 2005/12

 被引用回数:15 パーセンタイル:47.83(Physics, Fluids & Plasmas)

トカマク国内重点化装置の設計研究をまとめた。装置の設計は、プラズマのアスペクト比と形状制御性に関して自由度を広く確保できることが求められている。これは、ITERと平行して研究を進めるとともに、定常高ベータプラズマ運転についての科学的なデータベースをDEMOへ提供する観点から重要である。この目標に合致するように、プラズマのアスペクト比と形状の自由度の確保について、これまで比較的困難であったダイバータ排気性能との両立が図られるように装置設計を行った。この装置設計に基づいて、閉じ込め,安定性,電流駆動,ダイバータプラズマ等の物理性能を評価し、主目的である定常高ベータプラズマを実現するための制御方法を検討した。

論文

Comparison of confinement degradation in high density and particle transport between tokamak and helical

竹永 秀信; 大山 直幸; 藤田 隆明; 山田 弘司*; 西村 清彦*; 田中 謙治*; 坂本 隆一*

Annual Report of National Institute for Fusion Science; April 2003 - March 2004, P. 12, 2003/10

JT-60UとLHDにおいて、高密度領域での閉じ込め劣化及び粒子輸送について比較した。高密度領域での閉じ込め劣化に関しては、回転変換から求められる等価的なヘリカル系でのグリーンワルド密度とISS95スケーリングからの改善度との関係を磁気軸3.6mのLHDプラズマにおいて調べた。LHDでは最外殻磁気面近傍で回転変換が急激に増加するため、LHDでの密度限界スケーリング近傍のデータでもグリーンワルド密度比(f$$_{GW}$$)は0.6程度にとどまっている。閉じ込め改善度は、f$$_{GW}$$$$>$$0.1ではf$$_{GW}$$が大きくなるにつれて低下する傾向にある。JT-60UのELMy Hモードプラズマでは、f$$_{GW}$$$$>$$0.3-0.4でLモードからの閉じ込め改善度の低下が同様に観測される。粒子輸送に関しては、磁気軸3.9mのLHDプラズマにNBとEC加熱を行った場合とJT-60UプラズマにEC加熱のみを行った場合の比較を行った。LHDではホローな密度分布が観測されており、外向きの対流速度があるものと思われる。ガスパフモジュレーション実験から粒子輸送係数の導出を試みたが、変調成分の振幅と位相の両方の分布を満足する拡散係数と対流速度は得られなかった。一方、JT-60Uではピークした密度分布が観測されており、中心部に粒子源がないために内向き対流速度が存在していると考えられる。

論文

トウフ粕及びビール粕を材料としたサイレージの微生物相及び発酵品質に$$gamma$$線照射が及ぼす影響

田中 治*; 秋山 典昭*; 山田 明央*; 安藤 貞*; 上垣 隆一*; 小林 亮英*; 久米 民和

日本草地学会誌, 47(3), p.274 - 282, 2001/08

貯蔵前に$$gamma$$線照射したトウフ粕及びビール粕を用いてサイレージを調製し、微生物相及び発酵品質を調べた。サイレージの酪酸発酵の原因となる嫌気性芽胞細菌は8kGy,好気的変敗の原因となるカビ及び酵母はそれぞれ4kGy及び16kGyの照射で検出されなくなった。以上の結果から、16kGy照射したビール粕含有材料はpHが低く乳酸含量が高かった。乳酸菌は照射によって増殖能を失っているにもかかわらず、乳酸生成能を維持していることが明らかとなった。以上の結果、サイレージの酪酸発酵や好気的変敗を抑制するためには16kGyの照射が必要であり、照射ビール粕の材料への添加によって発酵品質が改善された。

論文

Development of a sub-micron ion beam system in the keV range

石井 保行; 磯矢 彰*; 荒川 和夫; 小嶋 拓治; 田中 隆一*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 181(1-4), p.71 - 77, 2001/07

 被引用回数:12 パーセンタイル:30.63

デュオプラズマトロンタイプのイオン源と加速電極の単孔レンズ及び、ビーム加速機能を併せ持つ加速レンズを使用して超マイクロイオンビーム形成装置を設計及び、製作した。この装置を用いて予備実験を行い、ビームエネルギー30keV程度で、径0.43$$mu$$m程度のマイクロビームを形成することができた。しかし、この径は軌道計算で得られた値より大きく、しかも集束点の移動が観測された。この問題を解決するため、2つの実験を行った。レンズ系に入射するビームの発散角を調整することによりビームエネルギー30keV程度で、径0.28$$mu$$m程度のマイクロビームを得ることができた。集束点の移動をわずかに低減できた。この結果から、0.1$$mu$$m級のビーム径で、安定なビームの形成に向けた研究の方向性を得ることができた。

論文

放射線加工レベル$$^{60}$$Co$$gamma$$線高線量率校正用電離箱システム

小嶋 拓治; 橘 宏行; 羽田 徳之; 金子 広久; 春山 保幸; 田中 隆一*

Radioisotopes, 50(7), p.291 - 300, 2001/07

現在、医療用具の滅菌等放射線加工処理では、広い照射場が得られるように$${}^{60}$$Co $$gamma$$線板状線源を用い100$$sim$$10,000 Gy/h程度の線量率を利用している。こうしたパノラミックな(コリメートされていない)照射場の特性や線量率範囲は、点線源を用いたコリメートされた比較的低い線量率の照射場をもつ現在の線量標準機関と異なっていることから、この分野における線量トレーサビリティをもたせることは容易でない。そこで、日本原子力研究所(原研)では、国家標準である経済産業省産業技術総合研究所(産総研)における線量率範囲も含み広い範囲5$$sim$$20,000 Gy/hをカバーする$$^{60}$$Co $$gamma$$線照射場を二つの大線量用線源を用いて構築し、この照射場において平行平板型電離箱システムに基づく大線量校正技術を開発した。原研での線量校正が産総研とトレーサビリティをもつことを技術的に明らかにするため、線量率範囲10$$sim$$100 Gy/hオーダーの産総研で与えられた電離箱の校正結果、すなわち電流から照射線量率への換算係数は、照射場の特性のちがいに関わる補正なく、大線量率5$$sim$$20,000Gy/hにおいても有効であることを示した。また、不確かさ$$pm$$2.2%(95%信頼度相当)で線量0.5$$sim1.60times{10}^5$$ Gyを校正できることを明らかにした。

論文

アルファルファ、オーチャードグラス、トウモロコシ及びソルガムのサイレージの微生物相及び発酵品質に$$gamma$$線照射が及ぼす影響

田中 治*; 秋山 典昭*; 山田 明央*; 安藤 貞*; 上垣 隆一*; 小林 亮英*; 久米 民和

日本草地学会誌, 47(1), p.62 - 67, 2001/04

サイレージの調製における好ましくない微生物として、酪酸発酵の原因となる嫌気性芽胞細菌や、好気的変敗の原因となるカビ,酵母及び好気性細菌などがある。これらサイレージに好ましくない微生物の増殖の防止を目的として、アルファルファ,オーチャードグラス,トウモロコシ,ソルガムなどの飼料原料の放射線処理を検討した。嫌気性芽胞細菌は8kGy,カビは4kGy,酵母は16kGyの照射で検出されなくなった。以上の結果から、16kGy以上の$$gamma$$線照射によって、サイレージの酪酸発酵及び好気的変敗を抑制できることが明らかとなった。

論文

超マイクロイオンビーム形成技術の開発,2

石井 保行; 磯矢 彰*; 荒川 和夫; 田中 隆一*

JAERI-Conf 2000-019, p.117 - 120, 2001/02

ビームエネルギー100keV、径0.1$$mu$$m級のH$$_{2}^{+}$$によるマイクロビームの形成を目指した、超マイクロビーム形成装置の研究開発を行ってきた。本装置の開発状況についてこれまでに本研究会においてビーム形成概念、イオン源の性能及びビーム径測定系について発表してきた。今回の発表では超マイクロビーム装置に対して行った種々の改良点のうち、ビーム径測定系と、0.5$$mu$$m程度まで集束できたビーム径の測定結果について発表する。また、このビームよりさらに小さなビーム径を安定に形成できない問題に加えて、遅い動きではあるが、ビーム移動の問題がある。この対策として、レンズ系へのビームの入射角度を小さく固定する電極系を設置したが、有効な対策にならなかった。この結果を踏まえて上記問題点の現在の解釈と今後の対策についても示す。

論文

わが国における放射線利用の経済規模について

田中 隆一*

原子力システムニュース, 11(1), p.14 - 20, 2000/06

原研が中心となって放射線利用の国民生活へ与える影響を、工業、農業及び医学・医療の3分野における工場出荷額や診療費で表される経済的規模に重点を置いて多面的かつ定量的に評価する調査を科学技術庁からの委託により実施した。調査の対象年は、入手できる公開統計データ等の刊行時期の関係から、平成9年度となった。(1)調査の結果、半導体加工(経済規模は約5兆円)を除外した狭い意味での放射線利用の経済規模は工業、農業及び医学・医療合わせて約3兆円で、原子力発電による電気売上(約6兆円)の半分程度であることがわかった。(2)半導体加工を含めた広い意味での放射線利用については(約8兆6千億円)となり、原子力エネルギー利用(総額で約7兆3千億円)よりも大きくなることがわかった。

論文

Characterization and evaluation studies on some JAERI dosimetry systems

小嶋 拓治; 須永 博美; 橘 宏行; 滝沢 春喜; 田中 隆一

IAEA-TECDOC-156, p.91 - 98, 2000/06

アラニン線量計を主として、原研で開発し使用している数種類の線量測定システムについて、線量率、放射線照射中の温度、線量計読み取り時の温度や素子の方向等が、線量応答に与える影響を定量的に明らかにした。これらにより、$$^{60}$$Co$$gamma$$線、0.15~3MeV電子線及び制動放射X線のリファレンス/トランスファー線量計あるいはルーチン線量計としての特性を評価した。これとともに、線量相互比較を通じて、これらの線量測定システムにより与えられる線量値の信頼性をチェックした。本成果は、1995年より行われたIAEAの研究協力計画「放射線プロセスにおける品質保証のための大線量測定システムの特性研究と評価」の一環として得られたものである。

報告書

植物検疫を目的とした食品照射技術の検討; 食品照射技術検討ワーキンググループ報告書

須永 博美; 伊藤 均*; 高谷 保行*; 滝沢 春喜; 四本 圭一; 平野 剛*; 田中 隆一; 徳永 興公*

JAERI-Tech 99-046, 63 Pages, 1999/06

JAERI-Tech-99-046.pdf:3.7MB

我が国における食品照射の実用化は、馬鈴薯の発芽防止を目的として1973年に世界に先駆けて開始された。その後、馬鈴薯以外の食品照射は、我が国では実用化されていない。しかし、食品の検疫処理に多量に用いられている臭化メチルの使用禁止への国際的な動向及び国内における病原大腸菌等による食中毒の多発という食品を取り巻く最近の状況変化を考慮すると、近い将来食品照射が必要とされる可能性は極めて高い。そこで、食品照射における照射効果や照射技術の両者に関する研究実績を有する我が国唯一の研究機関である高崎研では、我が国における食品照射の実用化を技術面から支援するため、平成9年8月に環境・資源利用研究部及び放射線高度利用センターから成るワーキンググループを結成した。本報告は食品照射実用化に必要な技術的課題、問題点について検討した結果である。

論文

放射線加工レベル大線量校正用$$^{60}$$Co$$gamma$$線照射施設の特性評価

橘 宏行; 小嶋 拓治; 羽田 徳之; 金子 広久; 四本 圭一; 田中 隆一

Radioisotopes, 48(4), p.247 - 256, 1999/04

原研では、放射線加工レベルの大吸収線量校正用$$^{60}$$Co$$gamma$$線照射施設を独自に設計・製作した。そして、その特性及び線量測定に関する性能を全体にわたり調べることにより、原研における線量値にかかわる不確かさを評価した。線量計校正装置は、線量率5~200Gy/h及び400Gy/h~20kGy/hの異なる線量率範囲を与える二つの線源、線量計固定用ステージ、正確な照射線量率測定用平行平板型電離箱、及び特定の照射条件下における線量計校正に用いるために付属した温度・湿度制御照射容器によって構成した。本装置は、一般的な運転時間(8h)内で0.5Gy~160kGyの線量範囲の既知線量を、不確かさ$$pm$$2.2%(95%信頼度相当)で被校正線量計に与えるために十分な照射場の特性及び線量測定の性能を持っている。また、原研で校正したアラニン線量計を用いたトランスファー線量測定により、不確かさ$$pm$$3.4%(95%信頼度相当)で線量を評価することが可能である。

論文

わが国における放射線利用の経済規模について

田中 隆一*; 柳澤 和章

放射線教育, 3(1), p.51 - 57, 1999/00

原子力利用はエネルギー利用と放射線利用で出発しすでに50年くらい経っている。前者の研究開発及び安全性を担ったのは主として原研東海研であり、後者の研究開発を担ったのは原研高崎研と考えられる。そして現在、エネルギー利用については、50数基の原子力発電所が稼働中であり、そこからの電気は平均で10軒中3軒(都会では10軒中5軒)の割合で家庭に配給されている。一方、放射線利用については、工業、農業そして医学・医療等の分野で実用化が促進されてきたが、原発のような巨大産業の形態ではなく、むしろ家内工業といえるような形態で発展してきた。工業での煙探知機、農業でのゴールド20世紀ナシ、医学・医療でのX線撮影といったようなキーワードから容易に類推できるように、放射線利用は、エネルギーとは一味違った形で私達の身近に存在している。原子力利用は円熟期に入ったと認識されるが、その円熟度を国民の誰にでも理解できる尺度で具体化しようとすると、意外に難しい。例えば、平成9年度の国民医療費では29兆円が使われたが、X線撮影といった放射線を利用した治療・診断費はどのくらいの割合になっていますかと問われて、即答できる原研の方はどの位いるであろうか。工業利用では如何ですか、と問われたらどうであろうか。上記のような状況に応えるために、原研高崎では、平成11年度に工業、農業及び医学・医療の専門家並びに経済学者等16人からなる「経済評価専門部会」を新設した。主たる目的は、工業等の3分野における放射線利用の拡がりを経済規模という尺度で把握しようとしたものである。本報は、その調査結果を速報するものである。調査の結果、平成9年度における、我が国の放射線利用の経済規模総額は約8兆6千億円と見積もられた。

論文

The Irradiation facilities for the radiation tolerance testing of semiconductor devices for space use in Japan

西堂 雅博; 福田 光宏; 荒川 和夫; 田島 訓; 須永 博美; 四本 圭一; 神谷 富裕; 田中 隆一; 平尾 敏雄; 梨山 勇; et al.

Proceedings of 1999 IEEE Nuclear and Space Radiation Effects Conference, p.117 - 122, 1999/00

宇宙用半導体デバイスとして、高機能の民生部品を使用する方針が、開発期間の短縮、費用の節約という観点から採用され、以前にも増して放射線耐性試験を効率的、効果的に行うことが、重要となってきた。本報告では、トータルドーズ効果、シングルイベント効果等の試験を実施している日本の照射施設を紹介するとともに、これらの試験を効率的及び効果的に行うための技術開発、例えば、異なるLETイオンを短時間に変えることのできるカクテルビーム加速技術、シングルイベント効果の機構を解明するためのマイクロビーム形成技術及びシングルイオンヒット技術等について言及する。

論文

イオンビーム利用

田中 隆一

原子力と先端技術,V; 加速器の現状と将来, p.119 - 137, 1998/06

イオン加速器は原子核科学の道具として著しく性能が向上し、その結果材料科学、医学、生物学の非核科学への応用研究が活発化してきた。特に近年、理研、原研、放医研などの拠点的なイオン加速器施設が設置され、これらの研究領域で先導的な研究開発が本格化してきた。ここではイオンビームの応用研究に焦点をあてて、応用の立場から見たイオンビームの特質とイオンビーム技術、及び医学研究、生物科学研究、材料科学研究などへの応用の現状と展望について述べる。

論文

超マイクロイオンビーム形成技術の開発

石井 保行; 磯矢 彰*; 田中 隆一

F-113-'98/NIES, p.105 - 108, 1998/00

超マイクロイオンビーム形成技術の開発ではビーム径0.1$$mu$$m以下を目標としたマイクロビーム形成装置を開発している。この装置はイオン源、加速レンズ及びビーム径測定系の三つの部分から構成されている。イオン源はデュオプラズマトロン型で、低エネルギー、かつエネルギー幅の狭いビームを発生する。加速レンズは電場の侵み出しによる単孔レンズ効果を利用したレンズで、これを二段階に組み合わせることで大きな縮小率を得る。ビーム系の測定には ナイフエッジ法を採用し、先端厚が0.1$$mu$$m以下のナイフエッジを製作した。これらの部分を一つにまとめることで超マイクロイオンビーム装置の組み立てはほぼ完了した。現在、イオン源及び初段のビーム加速実験を行っている。発表は超マイクロイオンビーム装置の概要、イオン源からの発生電流量及び初段加速レンズでのビーム加速実験について行う。

論文

The Present status of irradiation facilities at JAERI-Takasaki

西堂 雅博; 福田 光宏; 荒川 和夫; 田島 訓; 須永 博美; 四本 圭一; 田中 隆一

Proc. of 3rd Int. Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application, p.183 - 188, 1998/00

高崎研は、$$gamma$$線、電子線、イオンビーム等の幅広い照射が系統的に実施できる各種の照射施設を備えた特徴ある研究所である。これらの照射施設は、各種の研究に利用されてきたが、とりわけ、宇宙用半導体デバイスの放射線耐性試験及び開発研究に、高崎研の各種照射施設が有効に利用されてきた。本論文では、高崎研の各種照射施設の現状と、さらに有効かつ効率的な各種照射施設利用のために予定されている将来計画、例えば、$$gamma$$線照射施設の改造計画、TIARA施設の高度化計画等、について述べる。

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