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論文

Recent R&D activities of negative-ion-based ion source for JT-60SA

池田 佳隆; 花田 磨砂也; 鎌田 正輝; 小林 薫; 梅田 尚孝; 秋野 昇; 海老沢 昇; 井上 多加志; 本田 敦; 河合 視己人; et al.

IEEE Transactions on Plasma Science, 36(4), p.1519 - 1529, 2008/08

 被引用回数:8 パーセンタイル:60.52(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60SA用負イオンNBI加熱装置(N-NBI)は、加速エネルギー500keV, 10MW, 100秒入射の性能が求められている。JT-60SA用N-NBIの実現には、3つの課題解決が必要である。1つはイオン源の耐電圧の改善である。最近のイオン源の耐電圧試験から、大型加速管ではその電極面積の大型化に伴い長時間のコンディショニングと電界強度の設計裕度が必要であることが明らかとなった。2つ目は、電極及びビームラインの熱負荷の低減である。最近の研究によりビーム同士の空間電荷効果でビーム軌道が曲げられ電極に衝突し、熱負荷を増加していることが明らかとなった。これは空間電荷効果を考慮した3次元ビーム軌道計算に基づき電極構造を補正することで改善できる。3つ目は、100秒間の安定な負イオン生成である。このため負イオン生成に不可欠なプラズマ電極の温度制御方式を提案した。これらのR&Dを行い、JT-60SA用N-NBIのイオン源は2015年から改造を予定している。

論文

Long pulse production of high current D$$^{-}$$ ion beams in the JT-60 negative ion source

花田 磨砂也; 鎌田 正輝; 秋野 昇; 海老沢 昇; 本田 敦; 河合 視己人; 椛澤 稔; 菊池 勝美; 小又 将夫; 藻垣 和彦; et al.

Review of Scientific Instruments, 79(2), p.02A519_1 - 02A519_4, 2008/02

 被引用回数:5 パーセンタイル:64.75(Instruments & Instrumentation)

高出力負イオンビームの長パルス化研究をJT-60負イオン源を用いて実施した。長パルス化上で問題となる耐電圧特性及び電極熱負荷について調べ、運転条件を最適化した。耐電圧特性に関しては、真空状態である負イオン源内部において、加速電圧印加時に発生する発光と耐電圧特性の相関関係を調べた。分光測定の結果、発光は繊維強化プラスチック(FRP)製絶縁管に電子が衝突することにより、絶縁管自体がカソードルミネッセンスにより発光していると推察された。さらに、発光強度と耐電圧特性の相関関係から、発光がほぼ零となるときに、イオン源は放電破壊は十分に抑制され、安定に動作することがわかった。発光がほぼ零となる加速電圧($$<$$340kV)で、負イオン源の長パルス化を図った。電極熱負荷に関しては、負イオン生成のためのアーク放電電力や引き出し電圧を最適化することによって、加速電極熱負荷を許容値($$<$$1MW)に抑制した。JT-60に設置されている負イオン源2台それぞれに対して、これらの運転条件を最適化した結果、各イオン源から320keV,約10A重水素負イオンビームを、従来より2倍長い21秒間安定に生成した。中性化後の重水素ビームパワーは3.2MWに達しており、世界で初めて、数MW級の中性粒子を20秒以上入射することに成功した。

論文

Technical design of NBI system for JT-60SA

池田 佳隆; 秋野 昇; 海老沢 昇; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 本田 敦; 鎌田 正輝; 河合 視己人; 椛澤 稔; 菊池 勝美; et al.

Fusion Engineering and Design, 82(5-14), p.791 - 797, 2007/10

 被引用回数:15 パーセンタイル:22.69(Nuclear Science & Technology)

ITERや原型炉に向けた研究を強化するため、JT-60Uを超伝導化するJT-60SA計画が進められている。この計画におけるNBI加熱装置は、入射パワーは1基あたりの入射パワー2MW(85keV)の正イオンNBI加熱装置が12基、入射パワー10MW(500keV)の負イオンNBI加熱装置が1基から構成され、総計34MW,100秒のビーム入射を行う予定である。一方、これまでにJT-60Uにおいては、正イオンNBIで2MW(85keV),30秒、負イオンNBIで3.2MW(320keV),20秒入射を既に達成している。これらの運転において両イオン源の加速電極の冷却水温度上昇は約20秒以内で飽和していることから、改修計画に向けては、電源の容量強化や負イオンNBIの加速エネルギー向上が鍵となると考えられる。本論文では、JT-60SA計画における、NBI加熱装置の増力に関する工学設計を報告する。

論文

Operation of the negative-ion based NBI for JT-60U

栗山 正明; 秋野 昇; 磯崎 信光*; 伊藤 孝雄; 井上 多加志; 薄井 勝富; 海老沢 昇; 大島 克己*; 小原 祥裕; 大原 比呂志; et al.

Fusion Engineering and Design, 39-40, p.115 - 121, 1998/00

 被引用回数:32 パーセンタイル:7.93

JT-60用負イオンNBI装置によるプラズマへのビーム入射が1996年3月から開始された。本NBIによる最初のビーム入射(180keV,0.1MW/0.4秒)が1996年3月に成功して以来、負イオン源及び加速電源の運転パラメータを最適化することによりビーム出力の増大を図ってきた。同年9月には、重水素ビームにより、2.5MW/350keV/0.9秒/2台イオン源の中性ビーム入射を行った。同時に負イオンビームの中性化効率が250~370keVの範囲で60%であることを確認した。更に1997年1月~2月の運転では、イオン源1台により水素ビームで3.2MW/350keVのビーム入射を達成した。

論文

JT-60用負イオンNBI装置の開発

栗山 正明; 青柳 哲雄; 秋野 昇; 磯崎 信光*; 伊藤 孝雄; 井上 多加志; 宇佐美 広次*; 薄井 勝富; 海老沢 昇; 大島 克己*; et al.

日本原子力学会誌, 38(11), p.912 - 922, 1996/00

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

500keV・10MWの性能をもつJT-60用負イオンNBI装置が1996年3月に完成し、ビーム入射実験を開始した。この装置は、国際熱核融合実験炉(ITER)の加熱と電流駆動の有力な方式として考えられている負イオンを使ったNBI装置を世界で初めて実現したもので、ITERにおける負イオンNBIの物理的及び技術的妥当性を実証することを目的としている。このNBIシステム全体の完成に先立って、装置の一部を使って負イオン生成・加速の性能確認を目的とするイオン源と電源の組み合わせ試験を実施した。1995年6月から10月の間に実施したこの試験において400keV、13.5A(5.4MW)の世界最高の重水素負イオンビーム加速を達成した。このNBIの全体システムの据付が1995年12月に終了し、1996年3月にJT-60への最初のビーム入射に成功した。

報告書

安全管理業務報告(平成4年度第3四半期)

桜井 直行; 竹之内 正

PNC-TN8440 93-007, 103 Pages, 1992/12

PNC-TN8440-93-007.pdf:2.55MB

平成4年度第3四半期(平成4年10月$$sim$$平成4年12月)に実施した業務概要について報告します。記載項目は、安全管理業務概要、安全管理一般、放射線管理、環境安全、個人被ばく管理、小集団活動の推進、研究開発、外部発表等について、取りまとめたものである。

報告書

安全管理業務報告(平成4年度第2四半期)

竹之内 正; 桜井 直行

PNC-TN8440 92-053, 110 Pages, 1992/09

PNC-TN8440-92-053.pdf:2.74MB

平成4年度第2四半期(平成4年7月$$sim$$平成4年10月)に実施した業務概要について報告します。記載項目は、安全管理業務概要、安全管理一般、放射線管理、環境安全、個人被ばく管理、小集団活動の推進・研究開発・外部発表等について、取りまとめたものである。

報告書

安全管理業務報告書(平成4年度第1四半期)

桜井 直行; 竹之内 正

PNC-TN8440 92-039, 104 Pages, 1992/06

PNC-TN8440-92-039.pdf:2.58MB

平成4年度第1四半期(平成4年4月$$sim$$平成4年6月)に実施した業務概要について報告します。記載項目は、安全管理業務概要、安全管理一般、放射線管理、環境安全、個人被ばく管理、小集団活動の推進、研究開発、外部発表等について、取りまとめたものである。

報告書

安全管理業務報告(平成3年度第4四半期)

竹之内 正; 桜井 直行

PNC-TN8440 92-028, 115 Pages, 1992/03

PNC-TN8440-92-028.pdf:2.91MB

平成3年度第4四半期(平成4年1月$$sim$$平成4年3月)に実施した業務概要について報告します。記載項目は、安全管理業務概要、安全管理一般、放射線管理、環境安全、個人被ばく管理、小集団活動の推進、研究開発、外部発表等について、取りまとめたものである。

報告書

安全管理業務報告(平成3年度第3四半期)

新谷 貞夫; 竹之内 正

PNC-TN8440 92-013, 104 Pages, 1991/12

PNC-TN8440-92-013.pdf:2.58MB

平成3年度第3四半期(平成3年10月$$sim$$平成3年12月)に実施した業務概要について報告します。記載項目は、安全管理業務概要、安全管理一般、放射線管理、環境安全、個人被ばく管理、小集団活動の推進、研究開発、外部発表等について、取りまとめたものである。

報告書

安全管理業務報告(平成3年度第2四半期)

新谷 貞夫; 竹之内 正

PNC-TN8440 92-001, 107 Pages, 1991/09

PNC-TN8440-92-001.pdf:2.66MB

平成3年度第2四半期(平成3年7月$$sim$$平成3年9月)に実施した業務概要について報告します。記載頂目は、安全管理業務概要、安全管理一般、放射線管理、環境安全、個人被ばく管理、小集団活動の推進、研究開発、外部発表等について、取りまとめたものである。

報告書

安全管理業務報告(平成3年度第1四半期)

新谷 貞夫; 竹之内 正

PNC-TN8440 91-053, 109 Pages, 1991/06

PNC-TN8440-91-053.pdf:2.68MB

平成3年度第1四半期(平成3年4月$$sim$$平成3年6月)に実施した業務概要について報告します。記載項目は,安全管理業務概要,安全管理一般,放射線管理,環境安全,個人被ばく管理,小集団活動の推進,研究開発,外部発表等について,取りまとめたものである。

報告書

安全管理業務報告(平成2年度第4四半期)

竹之内 正; 新谷 貞夫

PNC-TN8440 91-032, 119 Pages, 1991/03

PNC-TN8440-91-032.pdf:2.82MB

平成2年度第4四半期(平成3年1月$$sim$$平成3年3月)に実施した業務概要について報告します。記載項目は,安全管理業務概要,安全管理一般,放射線管理,環境安全,個人被ばく管理,小集団活動の推進,研究開発,外部発表等について,取りまとめたものである。

報告書

安全管理業務報告(平成2年度第3四半期)

新谷 貞夫; 竹之内 正

PNC-TN8440 91-010, 109 Pages, 1990/12

PNC-TN8440-91-010.pdf:2.66MB

平成2年度第3・四半期(平成2年10月$$sim$$平成2年12月)に実施した業務概要について報告します。記載項目は,安全管理業務概要,安全管理一般,放射線管理,環境安全,個人被ばく管理,小集団活動の推進,研究開発,外部発表等について,取りまとめたものである。

報告書

安全管理業務報告(平成2年度第2四半期)

竹之内 正*

PNC-TN8440 90-028, 0 Pages, 1990/09

PNC-TN8440-90-028.pdf:2.89MB

平成2年度第2・四半期(平成2年7月$$sim$$平成2年9月)に実施した業務概要について報告します。記載項目は,安全管理業務概要,安全管理一般,放射線管理,環境安全,個人被ばく管理,小集団活動の推進,研究開発,外部発表等について,取りまとめたものである。

報告書

安全管理業務報告(昭和63年度第4四半期)

竹之内 正*

PNC-TN8440 89-012, 117 Pages, 1989/05

PNC-TN8440-89-012.pdf:3.02MB

1.安全管理業務概要 2.安全管理一般 2.1規定・規則類の整備 2.2安全衛生委員会等の活動 2.3教育訓練実施状況 2.4安全パトロール,安全点検等の実施状況 2.5監督官庁への許認可申請 2.6品質保証活動 2.7安全管理技術開発推進委員会活動 3.放射線管理 3.1放射線管理第一課所掌施設 3.2放射線管理第二課所掌施設 3.3放射線管理用機器の管理 3.4マスクマンテスト実施状況 3.5技術開発等 4.環境安全 4.1環境監視業務 4.2放出放射能監視業務 4.3内部被曝管理分析(バイオアッセイ) 4.4技術開発等 5.個人被ばく管理 5.1外部被ばく管理 5.2内部被ばく管理 5.3被ばく線量測定結果の報告,通知,登録関係業務 5.4技術開発等 6.外部発表等 6.1外部発表(学会論文発表,外部機関誌論文発表,その他の外部発表) 7.健康管理 7.1健康診断 7.2衛生管理者会議 7.3職場巡視 7.4緊急医療 7.5内科,歯科診療及び鍼・マッサージ

口頭

JT-60負イオン源の耐電圧試験

竹之内 忠; 秋野 昇; 池田 佳隆; 鎌田 正輝; 河合 視己人; 菊池 勝美; 棚井 豊; 花田 磨砂也

no journal, , 

JT-60負イオン源の長パルス化及び高出力化を図るうえで問題となっている500keV加速部の耐電圧性能について調べた。設計加速電圧500kVに対して、ビーム加速を伴わない(無負荷)場合、真空絶縁破壊を起こさない最大電圧は455kVに留まっている。この耐電圧不良の原因を調べるために、無負荷電圧印加時に、負イオン源の内部(真空側)で発生する光の強度を光電子増倍管で測定した結果、電圧印加直後(約90ms)にピークとなる過渡的な発光現象の存在が明らかとなった。この発光現象はコンディショニングにより低減し、発光がなくなると安定に電圧印加が可能であった。分光器を用いて光の波長を測定した結果、光の波長は420nmのピークを中心とした広い領域に分布した。この際、水素,炭素等のガス放電で発生する輝線スペクトルは観察されなかったことから、真空側の発光は、負イオン源の絶縁管で使用しているFRPへの電子衝突が起因(カソードルミネッセンス)していると類推できる。これらのことからFRPが耐電圧改善の鍵の1つと考えられる。

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