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中島 健次; 川北 至信; 伊藤 晋一*; 阿部 淳*; 相澤 一也; 青木 裕之; 遠藤 仁*; 藤田 全基*; 舟越 賢一*; Gong, W.*; et al.
Quantum Beam Science (Internet), 1(3), p.9_1 - 9_59, 2017/12
J-PARC物質・生命科学実験施設の中性子実験装置についてのレビューである。物質・生命科学実験施設には23の中性子ビームポートがあり21台の装置が設置されている。それらは、J-PARCの高性能な中性子源と最新の技術を組み合わせた世界屈指の実験装置群である。このレビューでは、装置性能や典型的な成果等について概観する。
小栗 英知; 長谷川 和男; 伊藤 崇; 千代 悦司; 平野 耕一郎; 森下 卓俊; 篠崎 信一; 青 寛幸; 大越 清紀; 近藤 恭弘; et al.
Proceedings of 11th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.389 - 393, 2014/10
J-PARCリニアックでは現在、ビームユーザに対する利用運転を行うとともに、リニアック後段の3GeVシンクロトロンにて1MWビームを加速するためのビーム増強計画を進めている。リニアックのビーム増強計画では、加速エネルギー及びビーム電流をそれぞれ増強する。エネルギーについては、181MeVから400MeVに増強するためにACS空洞及びこれを駆動する972MHzクライストロンの開発を行ってきた。これら400MeV機器は平成24年までに量産を終了し、平成25年夏に設置工事を行った。平成26年1月に400MeV加速に成功し、現在、ビーム利用運転に供している。ビーム電流増強では、初段加速部(イオン源及びRFQ)を更新する。イオン源はセシウム添加高周波放電型、RFQは真空特性に優れる真空ロー付け接合タイプ空洞をそれぞれ採用し、平成25年春に製作が完了した。完成後は専用のテストスタンドにて性能確認試験を行っており、平成26年2月にRFQにて目標の50mAビーム加速に成功した。新初段加速部は、平成26年夏にビームラインに設置する予定である。
武田 全康; 山崎 大; 曽山 和彦; 丸山 龍治; 林田 洋寿; 朝岡 秀人; 山崎 竜也; 久保田 正人; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.
Chinese Journal of Physics, 50(2), p.161 - 170, 2012/04
The construction of a new polarized neutron reflectometer is now in progress at the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). MLF has the world's brightest pulsed neutron and muon sources (JSNS and MUSE). The user program of MLF has been already started in 2008, and now nine neutron and two muon spectrometers are in operation. Installation of the new reflectometer was expected to be completed in March 2011. However, the construction was interrupted by the massive earthquake hitting northeast Japan, including Tokai-mura where J-PARC is located. We expect to restart the user program of the new polarized neutron reflectometer at the beginning of next year (2012).
小林 貴之; 寺門 正之; 佐藤 文明; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; et al.
Plasma and Fusion Research (Internet), 4, p.037_1 - 037_10, 2009/08
電子サイクロトロン加熱電流駆動は高効率電子加熱と、新古典ティアリングモード(NTM)抑制において重要な核融合プラズマ制御手法である。近年、JT-60Uの電子サイクロトロン波加熱電流駆動装置において、高出力ジャイロトロン開発と出力変調技術開発に成功した。1.5MW, 1秒間の安定な発振が2007年に初めて実証された。空胴及びコレクターの温度上昇の評価を行い、1.5MWでのパルス幅伸張が、110GHzジャイロトロン改造管により可能である見通しを得た。加えて、NTMに同期した0.8MW, 5kHzの出力変調ECCDを実施した。NTM同期装置が期待どおりに動作し、JT-60UでのNTM抑制実験において重要な役割を果たした。これらの開発結果により、近い将来の電子サイクロトロン波加熱電流駆動装置において、性能を向上させるための開発に重要な知見が得られた。
森山 伸一; 小林 貴之; 諫山 明彦; 寺門 正之; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 平内 慎一; et al.
Nuclear Fusion, 49(8), p.085001_1 - 085001_7, 2009/07
被引用回数：14 パーセンタイル：42(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60U電子サイクロトロン周波数帯(ECRF)装置のジャイロトロンにおいて、1.5MW, 1秒間(110GHz)の出力が得られた。これは1秒以上のパルス幅では世界最高値である。熱応力の観点で注意深く設計された共振器,ミラー駆動ベローズのRFシールド,誘電損失の小さいセラミックを用いたDCブレークがこの出力を可能にした。一方、5kHzという高い周波数でパワー変調を行うことに成功しJT-60Uの新古典テアリングモード(NTM)抑制実験の成果につながった。ジャイロトロンのカソードヒーターパワーとアノード電流の実時間制御によって0.4MW, 30秒の長パルス入射をデモンストレーションし、伝送系部品の温度上昇を測定するとともにその健全性を確認し、さらなる長パルス入射の見通しを得た。また、4本のジャイロトロンを同時に発振させ2.9MW, 5秒の高パワー入射を行って、高いシステム総合性能を示すことができた。信頼性の高い長パルス対応水冷式アンテナとして、革新的な直線駆動ミラーを用いる方式を設計した。ビームプロファイルと機械強度を評価する計算を行って実現可能性を確証した。
横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; 佐藤 文明; 和田 健次; et al.
JAEA-Technology 2008-065, 98 Pages, 2008/10
JAEA-Technology-2008-065.pdf:38.83MB
本報告は、大型トカマク実験装置JT-60Uの次期装置として計画されているJT-60SAの建設に先立って必要な、JT-60高周波加熱装置大電力増幅設備及び電源設備等の解体について検討した結果をまとめたものである。RF増幅室I,RF増幅室II,RF増幅室III,加熱電源棟,トランスヤード,一次冷却棟,加熱ポンプ室,ドライエリアを含むJT-60実験棟地下設備,JT-60実験棟屋上に至る広い範囲での設備解体について検討を行い、その(1)対象機器,(2)作業内容と内訳,(3)物量の推定,(4)解体の手順方法と留意事項についてまとめた。
森山 伸一; 小林 貴之; 諫山 明彦; 寺門 正之; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 平内 慎一; et al.
Proceedings of 22nd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2008) (CD-ROM), 8 Pages, 2008/10
JT-60Uの電子サイクロトロン周波数帯(ECRF)加熱電流駆動装置のジャイロトロン開発において、1.5MW,1秒間(110GHz)の出力を得ることに成功した。これは1秒以上のパルス幅では世界最高値である。熱応力の観点で注意深く設計された共振器,ミラー駆動ベローズのRFシールド,誘電損失の小さいセラミックを用いたDCブレークがこの出力を可能にした。一方、5kHzという高い周波数でパワー変調を行うことに成功しJT-60Uの新古典テアリングモード(NTM)抑制実験の成果につながった。ジャイロトロンのカソードヒーターパワーとアノード電圧の実時間制御によって0.4MW,30秒の長パルス入射をデモンストレーションし、伝送系部品の温度上昇を測定するとともにその健全性を確認し、さらなる長パルス入射の見通しを得た。また、4本のジャイロトロンを同時に発振させ2.9MW,5秒の高パワー入射を行って、高いシステム総合性能を示すことができた。信頼性の高い長パルス対応水冷式アンテナとして、革新的な直線駆動ミラーを用いる方式を設計した。ビームプロファイルと機械強度を評価する計算を行って実現可能性を確証した。
斎藤 公明; 木名瀬 栄; 鈴木 敏和*; 仲野 高志*; 佐藤 裕一*; 石榑 信人*; 岩井 敏*
保健物理, 42(1), p.38 - 52, 2007/03
日本保健物理学会の「ファントムの開発及び利用に関する専門研究会」は、平成16年度から17年度の2年間活動を行った。ファントムは放射線防護,医療,放射線影響解析等の分野で不可欠なツールとして用いられてきたが、最近の医療画像技術や計算科学技術の発展に支えられて、さまざまなファントムが開発され、その利用は急速に拡大しつつある。本専門研究会では、物理ファントムと数学ファントムの両方を対象として、最新の情報を収集・整理するとともに、ファントムはどうあるべきか、今後どのように使用して行くべきか等の議論を行う場を提供することを目的に活動を行った。本稿では、この活動の中で得られた情報と議論をまとめて前号から2回のシリーズで紹介している。今回は、緊急被ばく医療と体外計測に関する技術的な話題についての紹介,国際放射線防護委員会(ICRP)による標準人データの更新について、また、ICRPが開発を進めている標準人ボクセルファントムの最新情報について関係者からの協力を得て紹介する。さらに、多様化したファントムの使用上の留意点について考察した、ファントムの高度化と標準化に関する議論を取り上げる。
observed by neutron diffraction measurements新井 栄揮; 茶竹 俊行*; 大原 高志; 栗原 和男; 田中 伊知朗*; 鈴木 喜大*; 藤本 瑞*; 水野 洋*; 新村 信雄
Nucleic Acids Research, 33(9), p.3017 - 3024, 2005/05
被引用回数：83 パーセンタイル：15.07(Biochemistry & Molecular Biology)本研究ではB型DNA十量体d(CCATTAATGG)について、X線及び中性子結晶構造解析を行い、多くの水和水について水素原子位置を含めて決定することに成功した。DNA二重らせん周辺の水和パターンは、核酸の構造と機能に重要な役割を果たすと考えられている。特に、AT塩基対が連なる領域のMinor groove(副溝)内には、六角形状の水和パターンが存在することが知られていた。しかし、それはX線結晶回折によって明らかにされた水分子の酸素原子位置から予想されたものであった。今回、水和水の水素原子位置が決定できたことにより、水分子の配向を含めた詳細な水和水ネットワークの様子が明らかになった。これにより、水和パターンは単純な六角形だけでは表せず、これまでの予想よりも数多くの水素結合がDNA鎖-水分子間に存在することが明らかになった。
鬼澤 高志; 加藤 章一; 長谷部 慎一; 川 朋広*; 鈴木 高一*
JNC-TN9450 2001-005, 245 Pages, 2001/08
JNC-TN9450-2001-005.pdf:5.11MB
新技術開発試験グループでは、 FBR構造材料である各種鋼種の材料試験を長期にわたり実施してきた。本報告書はリラクゼーション試験データの拡充が図れたために取りまとめたものである。多くの貴重な試験データを有するものであり、今後のFBR材料研究に役立つものである。報告内容は以下の通りである。 (1)材料:SUS304母材(6ヒート),溶融金属(5ヒート)、SUS316母材(1ヒート)、SUS321母材(3ヒート),溶融金属(1ヒート)、316FR4母材(1ヒート)、2.25Cr-1Mo鋼母材(3ヒート),溶融金属(1ヒート)、Mod.9Cr-1Mo鋼母材(4ヒート),溶融金属(1ヒート)、9Cr-2Mo鋼母材(2ヒート),溶融金属(1ヒート)、INCONEL718母材(1ヒート) (2)試験雰囲気:大気中(3)試験温度:400
650(4)試験方法:JIS及び「FBR金属材料試験実施要領書」に準拠した。(5)データ件数:合計343点 なお、本データ集は「FBR構造材料データ処理システム(SMAT)」の帳票出力である。
山田 毅*; 新宮 和喜*; 高橋 英一郎*; 中嶋 敏秀*; 山下 貢*; 山本 延彦*; 鈴木 高志*
PNC-TJ7187 97-002, 586 Pages, 1997/11
岐阜県土岐市の動力炉・各燃料開発事業団東濃地科学センター土岐分室敷地内において、孔長500mのDH-5号孔が深部地下水調査を目的として掘削された。本報告書は、地表から下部深部までの地質構造、地質環境の有する水理学的・地球化学的特性を把握するため、このDH-5号孔の深部地下水調査結果をまとめたものである。主な調査項目は以下の通りである。1)岩芯の採取・記載2)物理検層(一般検層項目、フローメータ検層、レーダー法シングルホール測定)3)ボアホールテレビ観察4)透水試験(透水試験、揚水試験)5)原位置における物理化学パラメータ測定6)地下水の採水7)地下水の化学分析以上の調査を行った結果、以下のことが明らかになった。・調査区間全体の地質は花崗閃緑岩であり、深度約410mに断層がある。深度約310mよりも深い位置では断層に近づくにつれ風化や変質が激しくなっている。・断層よりも上部では、深度約150m付近に破砕部があり、この付近を境に上下の岩盤で岩相が異なる。・深度約150mから断層までの間には、亀裂沿いに酸化した部分がある。これは地下水の流動を示唆するものであり、フローメータ検層、温度検層で水の流入が確認された。また、この酸化帯付近では透水係数が高く、卓越する亀裂の方向性も破砕部の上部と異なる。・深度323.8330.8mの地下水特性は、物理化学パラメータの測定から還元性で弱アルカリ性である。また、地下水の年代は同位体分析による数十年程度と判定され、水質はCa(HCO3)2型を判断された。
鈴木 次郎*; 梶本 亮一; 大原 高志; 米村 雅雄*; 青柳 哲雄; 真鍋 篤*; 中谷 健; 大友 季哉*; 川端 節彌*
no journal, ,
Manyo-Libは、中性子の実験データ解析ソフトウエアのフレームワークであり、J-PARC/MLFで使用される基盤ソフトウエアの一つである。Manyo-LibはC++のクラスライブラリと、クラスライブラリをラップするPythonインターフェースからなる。Manyo-Libの目的は、さまざまな散乱実験装置,研究分野に対応した、実験データ解析に必要な解析演算子,データコンテナ,分散処理環境,共通データフォーマットを用意することである。共通データフォーマットとして、NeXusを採用する予定である。
森山 伸一; 小林 貴之; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; et al.
no journal, ,
JT-60SA用電子サイクロトロン周波数帯(ECRF)加熱電流駆動装置の設計を進めており、現状の入射電力約3MW5秒(110GHz 4系統)のJT-60U用ECRF装置を改造し、7MW100秒(110GHz 4系統,140GHz 5系統)に増力する計画である。アンテナはJT-60Uで実績のある回転ミラー式と新方式の直線駆動式の開発を平行して進めている。前者では長パルス入射に不可欠な熱除去の方法として、核融合炉級環境での信頼性を高める目的で、冷却水を用いない熱伝導による除熱の可能性を探っている。一方、真空容器内の冷却水供給管を剛体にできる後者では、曲面鏡の曲率と寸法に対してビームの駆動範囲とプロファイルを計算し、480mm角のポートに収納可能なアンテナを設計できる見通しを得た。高周波源のジャイロトロン開発では絶縁円筒をアルミナから窒化珪素に変更することによって漏れ高周波による発熱を抑え、0.2秒以上のパルス幅では世界初となる1.5MW(1秒)の発振に成功した。さらに1MWで100秒連続発振を目指して、ITER向け170GHz管で実績のあるモード変換器の改良を実施中で、年度内に試験を開始できる見込みである。
小林 貴之; 森山 伸一; 横倉 賢治; 長谷川 浩一; 鈴木 貞明; 平内 慎一; 佐藤 文明; 鈴木 高志; 藤井 常幸
no journal, ,
JT-60SAのECH/ECCD装置では、既存の4系統の110GHz伝送系を、排気・冷却能力を増強してJT-60SAに再利用して、2か所のトカマク斜め上ポート(2系統ごと)に接続し、新設する5系統の140GHz伝送系も同様に2か所のトカマク斜め上ポート(2/3系統ごと)に接続する。各ポートに設置するアンテナ方式について、従来方式の回転ミラーアンテナ及び冷却機構が単純な直線駆動型アンテナが提案され、構造の検討及び性能評価を行っている。直線駆動型では曲面鏡の曲率により実現可能なポロイダル入射角度とビーム径が変化することが予測される。今回電磁界コードを用いて共鳴層におけるビームプロファイルを計算し、伝送効率のポロイダル入射角度依存性と、プラズマ中心におけるビーム径を、複数の曲面鏡曲率(R)に対して評価した。その結果、JT-60SAで想定されるポロイダル入射角度の全領域を直線駆動方式で制御するにはR=700mm程度以下が要求されること,入射角度を上半分とした場合はR=1000mmで入射可能であることがわかった。また、曲率が小さいとき、ポロイダル方向にビームが広がる特性がみられた。
森山 伸一; 小林 貴之; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; et al.
no journal, ,
JT-60SA電子サイクロトロン周波数帯(ECRF)加熱電流駆動装置の設計を進めており、現状の入射電力約3MW,5秒(110GHz,4系統)のJT-60U用ECRF装置を改造し、7MW,100秒(110GHz4系統,140GHz5系統)に増力する計画である。ジャイロトロン開発では、絶縁円筒をアルミナから窒化珪素に変更し、モード変換損失高周波等による発熱を抑え、1.5MW,1秒間の発振に成功した。1ms級では2MWの原理検証試験がロシアと欧州で行われているが、核融合実験の実用パルス幅である0.1秒以上ではJT-60Uのジャイロトロンが従来から世界をリード(1.3MW)しており、今回の発振パワー1.5MWは当初定格及び欧米の競合管の記録の約1.5倍となった。冷却水温度から推定して絶縁円筒温度は低く維持されていると見られ、キャビティ温度は冷却水沸騰温度に到達せずに、パルス幅より短い0.7秒程度で飽和した。一方、飽和に5から10秒を要するコレクタ温度はパルス幅3秒程度で冷却水が沸騰に至る可能性を示した。さらに1MWで100秒連続発振を目指して、モード変換器の効率改善の改良を実施中である。
横倉 賢治; 森山 伸一; 小林 貴之; 長谷川 浩一; 鈴木 貞明; 平内 慎一; 佐藤 文明; 鈴木 高志; 藤井 常幸
no journal, ,
JT-60U高周波加熱装置では、発振管の調整やプラズマへの加熱入力評価に欠かせない電力計測手法の開発を進めている。本電力測定装置は、導波管内を伝搬するRFを導波管に挿入した誘電体に透過させ、誘電体で損失するRFエネルギーから透過電力を求めようとするものである。ジャイロトロンで発振したミリ波は、整合器でHE11モードに変換され導波管を伝送する。そのため挿入した誘電体は導波管中心部が最も高温になる発熱分布となることから、局所加熱にも強い誘電体であること、そしてその測定する電力の大小や時間に対して、RF損失と発熱が最適である検出素子を選択して用いることが重要になる。本講演では、装置の基本構造と計測手法を示すとともに、大電力ミリ波検出素子として誘電体6種(高純度CVDダイヤモンド,グレードの異なるダイヤモンド, シリコン, サファイア, 単結晶炭化珪素, 窒化珪素)について発熱分布と耐電力性能を計算によって評価し、用途に応じた最適な検出素子材料の選択を試みた。また、高抵抗シリコンを用いた低電力測定とJT-60ジャイロトロンを発振源とした大電力ミリ波による発熱測定と透過性の評価について報告する。
小林 貴之; 森山 伸一; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; et al.
no journal, ,
JT-60SAにおいて、7MWの電子サイクロトロン加熱及び電流駆動が、4ユニットの110GHz及び5ユニットの140GHzの電子サイクロトロン波(ECRF)加熱電流駆動装置により行われる。伝送系は4か所の斜め上ポートに接続され、ポート内には準光学アンテナが設置される。現在、2種類のアンテナ方式が検討されている。一つは従来型の回転ミラーアンテナ方式であり、もう一つは直線駆動ミラーにより入射角を制御する新しいアンテナ方式である。これらのアンテナ方式について、冷却構造,入射角度範囲及びビーム径の観点から評価を行っている。また、JT-60U ECRF加熱電流駆動装置では、大電力発振管ジャイロトロン1基で1.5MW/1秒の高出力運転を達成した。さらに、JT-60SA用のジャイロトロンの開発を目指して、既存110GHzジャイロトロンの改造を進めている。以上のJT-60SA用ECRF加熱電流駆動装置の設計検討の進捗状況と、JT-60U ECRF加熱電流駆動装置における最新の成果を報告する。
佐藤 文明; 鈴木 貞明; 長谷川 浩一; 横倉 賢治; 平内 慎一; 鈴木 高志; 小林 貴之; 関 正美; 森山 伸一; 藤井 常幸
no journal, ,
JT-60U低域混成波(LHRF)加熱装置においてアンテナは、高周波放電や高温プラズマからの熱によって、その先端部が一部溶融し、高周波入射性能の劣化が問題となっていた。高周波を効率よく入射するためにはアンテナを健全な状態に保つことが重要であり、先端部の導波管形状を修正し、金属面を平滑にする補修を行った。また、以前から赤外線カメラを使用したアンテナ監視装置によって、アンテナ先端部の温度上昇を測定,監視していたが、視野と画像解像度が十分でなく、また、経年劣化による動作不良が著しくなってきたため更新,改良を行った。入射パワーの増大,入射効率の改善を目的として実施したアンテナの補修及び監視装置の改良について報告する。
大原 高志; 日下 勝弘*; 細谷 孝明; 栗原 和男; 友寄 克亮*; 新村 信雄*; 田中 伊知朗*; 鈴木 次郎*; 中谷 健; 大友 季哉*; et al.
no journal, ,
単結晶回折計にとって、生データから各ブラッグ反射の強度情報を抽出し、HKLFリストを出力するためのデータ処理ソフトウェアは必要不可欠である。われわれは、J-PARCに建設中の生体分子用単結晶中性子回折計iBIXで用いるためのデータ処理ソフトウェアの開発を行っている。このソフトウェアは生データ処理機能と生データ可視化機能から構成されており、単結晶回折データを処理するための基本機能に加えて格子定数の大きなタンパク質結晶を取り扱うための機能として「実空間インデックス機能」や「重なったブラッグピークの判別機能」等を備えている。
小林 貴之; 森山 伸一; 横倉 賢治; 長谷川 浩一; 鈴木 貞明; 平内 慎一; 佐藤 文明; 鈴木 高志; 和田 健次; 藤井 常幸
no journal, ,
電子サイクロトロン加熱(ECH)装置の高出力・長パルス化に対応するため、信頼性の高い冷却・駆動・排気機構を持つ伝送・結合系の開発が重要である。現在、直線駆動のみによりミリ波のポロイダル入射角度(
)を制御し、冷却・駆動機構の信頼性を高めた結合系の検討を進めている。電子サイクロトロン波による電流駆動と電子加熱を効率的に行うには、目的に応じてトロイダル入射角(
)を制御することが求められるため、本方式で可能なの範囲についてミリ波伝送の観点から検討した。本方式の特徴として、に応じて直線可動鏡での反射位置がポートの奥行き方向へ変化するため、ポートサイズ制限と曲面鏡曲率により、が小さい場合はの範囲に制限を受ける。JT-60U ECHポートを仮定したポート内でのミリ波伝送計算によりポート出口でのRF強度分布を調べた結果、=0
の中心入射の場合においても0
20が可能であることがわかった。これにより、トカマク実験に有効な範囲でトロイダル入射角度を振ることが、本アンテナ方式で可能であることをミリ波伝送の観点から示した。
