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大塚 薫; 井手 広史; 永田 寛; 大森 崇純; 関 美沙紀; 花川 裕規; 根本 浩喜; 渡辺 正男; 飯村 光一; 土谷 邦彦; et al.
UTNL-R-0499, p.12_1 - 12_8, 2019/03
材料試験炉(JMTR: Japan Materials Testing Reactor、以下、「JMTR」と言う)は、昭和43年に初臨界を達成して以来、発電用軽水炉燃料や材料の照射試験を中心に、新型転換炉, 高速炉, 高温ガス炉, 核融合炉などの燃料・材料の照射試験に広く利用されてきた。平成29年4月に公表された「施設中長期計画」において、JMTRは廃止施設として決定し、平成30年度末までに廃止措置計画認可申請書を原子力規制庁へ申請することとなり、廃止措置の準備のための組織変更、申請書作成に必要な各種評価を行った。本発表は、作成した廃止措置計画認可申請書に記載する主な評価結果と廃止措置に向けた技術開発課題について報告する。
関根 綾子*; 瀬古 典明; 玉田 正男; 鈴木 義男*
Radiation Physics and Chemistry, 79(1), p.16 - 21, 2010/01
被引用回数：57 パーセンタイル：95.82(Chemistry, Physical)コットン製不織布を基材に用いたグリシジルメタクリレートのエマルショングラフト重合を行い、水銀用吸着材の合成を行った。吸着材の官能基にはエチレンジアミンとジエチレントリアミンを2種類を選定した。その結果、耐放射線性の低い天然高分子を基材に用いたものの、エマルショングラフト重合反応速度は極めて速いため、10kGyの線量でも基材に損傷を与えず、150%のグラフト率を得ることができた。得られた吸着材の水銀に対する吸着性能を分配係数を用いて評価した結果、各々1.9
10
と1.010であった。カラムを用いた連続通液試験では空間速度100
で1.8ppmの水銀溶液を通液させたところ、吸着材体積の16000倍まで規制値の5ppbをクリアすることができた。
鈴木 隆博; 井手 俊介; 及川 聡洋; 藤田 隆明; 石川 正男; 関 正美; 松永 剛; 波多江 仰紀; 内藤 磨; 濱松 清隆; et al.
Nuclear Fusion, 48(4), p.045002_1 - 045002_9, 2008/04
被引用回数：40 パーセンタイル：81.35(Physics, Fluids & Plasmas)高
プラズマにおいて高い閉じ込めと安定性のための電流分布の最適化を目指して、周辺電流駆動を用いた安全係数最小値
の実時間制御システムを開発した。低域混成波の入射パワーを制御することで、時間的に変化する目標値にそってを1.3から1.7まで制御した。本制御を新古典テアリングモード(NTM)のある高放電に適用したところ、安全係数最小値が2を超えたときにNTMと共鳴する磁気面が消えてNTMは安定化され蓄積エネルギーは16%上昇した。さらに、周辺部での中性粒子ビーム電流駆動(NBCD)による駆動電流分布を初めて測定した。モーショナルシュタルク効果計測によると駆動電流は周辺部に空間的に局在しており、中性子放出分布計測によっても同様の結果を得た。NBCD電流総量はACCOMEコードによる理論計算と合う一方で、電流駆動位置は計算結果より外側にずれていることが明らかになった。
鈴木 隆博; 井手 俊介; 及川 聡洋; 藤田 隆明; 石川 正男*; 関 正美; 松永 剛; 武智 学; 内藤 磨; 濱松 清隆; et al.
Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 8 Pages, 2007/03
モーショナルシュタルク効果偏光計を用い、中性粒子ビーム(NB)による周辺部駆動電流密度分布を初めて測定し、空間的に局在化していることを明らかにした。電流駆動位置は中性子分布計測と合致し、全駆動電流は表面の周回電圧の減少と合致する。周辺部での電流駆動はプラズマ中心部の安全係数を上げプラズマの性能を制限する不安定性を抑制することができる。LH波による周辺部電流駆動を用い、安全係数最小値(qmin)の実時間制御システムを開発した。本システムを高プラズマ(N=1.7, p=1.5)に適用し、qminを上昇させて不安定性を抑制した結果、蓄積エネルギーは16%上昇した。
関根 綾子*; 鈴木 義男*; 瀬古 典明; 玉田 正男
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 42, 2007/02
石油を原料とする合成繊維に変えて、植物から生産されるセルロースを基材に用いて金属除去材料の合成を行った。これまで、セルロースを捕集材料の基材として用いる場合は、放射線照射により劣化が生じるため、捕集材料として必要な100%以上の高いグラフト重合率を得ることが困難であった。反応溶液をエマルション化してグラフト重合する方法により、反応速度を向上させ、低線量での照射が可能となったことから、新規な金属捕集材料を合成することができた。この方法により作製したアミン型の吸着材は、弱酸性域での使用が見込まれる水銀含有の排水のpH3において最も性能が良好で、水銀濃度を100ppbに調製した溶液中に浸漬させた際に1時間で排出基準値の5ppbまで除去が可能であった。セルロースを基材にすることにより、使用済みの捕集材を廃棄後、焼却処分を行っても、セルロースは植物から生産されるバイオプラスチックであるため、炭酸ガスの増加にカウントされず、環境に優しい金属捕集材を作製することが可能である。
川端 一男*; 河野 康則; 草間 義紀; 間瀬 淳*; 笹尾 真実子*; 杉江 達夫; 藤田 隆明; 福田 武司*; 福山 淳*; 坂本 宜照; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 83(2), p.195 - 198, 2007/02
2006年の秋季にITPA(国際トカマク物理活動)に関する7つの会合が開催された。「輸送物理」,「閉じ込めデータベースとモデリング」,「周辺及びペデスタルの物理」,「定常運転」,「MHD」の5会合は、中国の成都にて「第21回IAEA核融合エネルギー会議」に引き続いて行われ、トピカルグループ間の合同会合も多数開かれた。国際装置間比較実験の結果報告のほか、国際熱核融合実験炉(ITER)のデザインレビューに関して、現状の設計への問題提起と解決策の検討を整理するためまとめられているITER Issue Cardについて活発な議論が行われた。日本の参加者は27名に上った。また、「計測」の会合は、東北大学で、「スクレイプオフ層及びダイバータ物理」の会合は、カナダのトロント大学で行われた。
n eigenmodes in reversed shear plasmas in JT-60U negative-ion-based neutral beam injection discharges武智 学; 福山 淳*; 石川 正男; Cheng, C. Z.*; 篠原 孝司; 小関 隆久; 草間 義紀; 竹治 智*; 藤田 隆明; 及川 聡洋; et al.
Physics of Plasmas, 12(8), p.082509_1 - 082509_7, 2005/08
被引用回数：34 パーセンタイル：70.97(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uの負磁気シア(RS)及び弱磁気シアプラズマ(WS)におけるアルフベン固有モード(AE)実験の結果について報告する。低hのRS放電において負イオンNBI(NNBI)及びICRFによって加熱中に観測された急激な周波数の掃引を伴うモードは負磁気シア励起AE(RSAE)とこのRSAEからトロイダルAE(TAE)への遷移によって説明可能である。われわれはJT-60Uにおいて磁気揺動の観測と安全係数分布の計測を行い、RSAEの存在とRSAEからTAEへの遷移を初めて証明した。中性子発生率の計測によってRSAEからTAEへ遷移時に高速イオンが吐き出されることが明らかになった。
n eigenmodes driven by negative-ion-based neutral beams in JT-60U篠原 孝司; 石川 正男; 武智 学; 草間 義紀; 藤堂 泰*; Gorelenkov, N. N.*; Cheng, C. Z.*; 福山 淳*; Kramer, G.*; Nazikian, R. M.*; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 81(7), p.547 - 552, 2005/07
負イオン源中性粒子ビームを用いて高速イオンの圧力の高い状態を作るとアルベン固有周波数帯にバースト状で数十ミリ秒以下の時間スケールの周波数掃引を伴った不安定性(Fast FSやALEと呼んでいる)が観測された。これらの不安定性により高速イオンの輸送が助長されていることが明らかになった。最近、自然組成ダイヤモンド検出器を用いた中性粒子束分布計測により、輸送高速イオンの共鳴的エネルギー依存性が明確に観測された。結果は輸送が、高速イオンと不安定性とが共鳴的に相互作用し、不安定性の電磁場を静的に感じて起きていることを示唆している。また、Fast FSの周波数掃引についても、粒子-MHD混成数値計算コードにより、最近、実験結果を再現する結果を得ており、波動による粒子捕捉領域の軌道周回周波数が変化することによって生じる現象であると考えられる。このような非線形現象について高速イオン圧力分布との関連について報告する。さらに、負磁気シア誘導アルベン固有モード(Reversed Shear-induced AE; RSAE)の発生をTASK/WMコードにより理論的に予測していたが、MSEによる詳細なq分布計測等を用いてJT-60においてこれを同定した。NOVA-Kコードを用いて、RSAEの安定性解析を行い、実験と数値計算の比較を報告する。
篠原 孝司; 武智 学; 石川 正男; 草間 義紀; 都筑 和泰; 浦田 一宏*; 川島 寿人; 飛田 健次; 福山 淳*; Cheng, C. Z.*; et al.
Plasma Physics and Controlled Fusion, 46(7), p.S31 - S45, 2004/07
被引用回数：42 パーセンタイル：77.76(Physics, Fluids & Plasmas)負磁気シア中でのアルベン固有モードの振る舞い,TAE周波数領域で発生する不安定性による高エネルギーイオンの輸送,電流ホールを有するプラズマ中での高エネルギーイオンの振る舞い,フェライト鋼による複雑トロイダル磁場リップル中での高エネルギーイオンの損失など、JT-60U及びJFT-2Mにおける最近の高エネルギー粒子物理研究の成果について報告する。
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：47.73(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。
n eigenmode experiments using N-NB in JT-60U tokamak篠原 孝司; 武智 学; 石川 正男*; 草間 義紀; 森岡 篤彦; 大山 直幸; 飛田 健次; 小関 隆久; JT-60チーム; Gorelenkov, N. N.*; et al.
Nuclear Fusion, 42(8), p.942 - 948, 2002/08
被引用回数：43 パーセンタイル：77.12(Physics, Fluids & Plasmas)核燃焼プラズマでは、
粒子圧力が高くなると、アルヴェン固有モード(AE)周波数領域の不安定性により粒子の閉じ込めが劣化することが危惧されている。JT-60Uでは、負イオン源中性粒子ビーム(N-NB)入射により高速イオンを生成して、バースト的に発生する周波数掃引不安定性の研究を行っている。最近の解析により、バースト的な周波数掃引現象が、不安定性と高速イオン分布関数の変化と背景プラズマの散逸との非線形な相互作用に起因していると考えられるという結果を得た。また、新たに設置した中性子分布計測により不安定性により高速イオンが再分布していることを示唆しているデータを得た。
n eigenmodes driven by Alfnic beam ions in JT-60U篠原 孝司; 草間 義紀; 武智 学; 森岡 篤彦; 石川 正男*; 大山 直幸; 飛田 健次; 小関 隆久; 竹治 智; 森山 伸一; et al.
Nuclear Fusion, 41(5), p.603 - 612, 2001/05
被引用回数：83 パーセンタイル：90.12(Physics, Fluids & Plasmas)核燃料プラズマでは、粒子圧力が高くなると、アルヴェン固有モード(AE)周波数領域の不安定性により粒子の閉じ込めが劣化することが危惧されている。これまでの実験ではAE周波数領域の周波数掃引不安定性が発生すると高エネルギーイオンの輸送が増大する場合があり、また、周波数掃引不安定性の発生領域とその特性の理解はトカマク研究の重要課題の一つである。最近のJT-60Uの実験において、負イオン源中性粒子ビーム(N-NB)入射により高エネルギーイオンを生成して、周波数掃引不安定性の研究を行い、ITERで予測される粒子の存在条件と同様の条件のN-NBイオンによって、周波数掃引不安定性が不安定かされることを明らかにした。また、速い周波数掃引を伴う不安定性による高エネルギーイオンの損失が、平衡の違いに起因するエネルギー依存性を持っていることを明らかにした。
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：17.22(Nuclear Science & Technology)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。
前原 直; 恒岡 まさき; 横倉 賢治; 本田 正男; 沢畠 正之; 坂本 慶司; 関 正美; 池田 佳隆; 三宅 節雄*
Plasma Devices and Operations, 1(2), p.141 - 154, 1991/10
1MWクライストロン電子銃部における経年変化による耐電圧劣化を抑制するために、電子銃部の改良を行った。改良点は、各電極間の寸法をさらに最適化することにより、各電極表面の電界強度を軽減することと、無コーティングのカソードからイリジウムをコーティングしたカソードに交換することにより、カソードからのバリウム蒸発量を抑制することである。改良の結果、クライストロンの最大ビーム電圧が、84kVから94kVまで印加することが可能となり、周波数2.17GHzにおいて、今までの最大高周波出力1MW、10secから1.4MW、10secの安定な高出力化を達成した。さらにJT-60LHRFシステムでの約200日間の動作試験において、耐電圧劣化による保護インターロックの動作回数が、改良前のクライストロンに比べて10%以下となり、改善されていることが確認された。
横倉 賢治; 沢畠 正之; 佐藤 稔; 日下 誠*; 藤城 賢司*; 本田 正男; 前原 直; 高橋 春次; 関 正美; 池田 佳隆; et al.
核融合研究, 64(3), p.315 - 326, 1990/09
JT-60クライストロンは高パワー、広帯域を有するもので、プラズマ加熱用として開発された。1986年から1989年にかけて、プラズマ入射運転が実施され、多くの初期故障や未完成部分の改良、より効率的な運転手法の改良を実施してきた。これ等の運転経験、改良の中でもクライストロンの耐電圧劣化のトラブルは、多くの労力を要したがまた、貴重な経験が得られた。特にクライストロン中でも電子銃部の耐電圧劣化のトラブルの克服と対策については、エージング、耐電圧処理等の運転データを加えながら、詳細に報告した。
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：19.59(Nuclear Science & Technology)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。
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：70.1(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。
小西 一正*; 池田 佳隆; 関 正美; 今井 剛; 本田 正男; 横倉 賢治; 沢畠 正之; 佐藤 稔; 菅沼 和明; 牛草 健吉; et al.
Proc. of the IEEE 13th on Fusion Engineering,Vol. 1, p.207 - 210, 1989/00
JT-60の低域混成波帯高周波加熱装置では、1988年10月にマルチジャンクション型ランチャーを製作し、1989年1月よりJT-60での実験を開始した。わずか2週間のエージリングで入射電力2.75MWに達し、電流駆動効率を従来型ランチャーの1.4倍の3.410
m
A/Wを記録した。本ランチャーはNパラメータのピークが2GHzで1~2.5になるように設計されており、構造的には従来の4段8列32本のグリル型アンテナの1本の導波管をトロイダル方向に3分割して4段24列96本マルチジャンクション型にしたものである。3分割した導波管には70゜の位相差を導波管間につけるための移相器が付いている。3分割部を全数測定した所、移相差は70
10゜、分配比は1/31/15であった。本論文では、このランチャーの設計と製作について述べる。
池田 佳隆; 本田 正男; 横倉 賢治; 恒岡 まさき; 関 正美; 前原 直; 沢畠 正之; 佐藤 稔; 加藤 次男*; 今井 剛; et al.
JAERI-M 88-182, 48 Pages, 1988/10
JT-60のLHRF実験においては、高周波放電をラッチャー内で起こさずに、安定に大電力をプラズマに入射することが要求される。このためには、ランチャー製作段階において放電防止対策を施すとともに、ランチャーに破損を与えないで徐々に入射電力を高める、エージング作業が重要である。本報告は、JT-60LHRFのランチャーにおける高周波放電の原因とその抑制方法について述べるとともに、入射電力11MW(ピーク値)までのエージング作業についても報告する。
今井 剛; 牛草 健吉; 坂本 慶司; 池田 佳隆; 藤井 常幸; 三枝 幹雄; 芳野 隆治; 上原 和也; 永島 孝; 木村 晴行; et al.
Nuclear Fusion, 28(8), p.1341 - 1350, 1988/00
被引用回数：24 パーセンタイル：64.77(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60における低域混成波帯電流駆動(LHCD)実験の結果について述べられている。核融合炉心に近い、大型トカマクにおいて、初めて、2MAの電流駆動が、実証された。また、磁気ダイバータが、電流を担う高速エレクトロンによる不純物除去に非常に有効に働いていることがわかった。電流駆動効率
=N
・R・I
/P
(10
A/W)の値として、0.8~1.7を得るとともに、NBI加熱によりさらに約1.5倍の効率改善を得ることができた。また、LHCDにより、NBI加熱プラズマの閉じ込め改善が得られた。この閉じ込め改善には、LHCDによる電流分布制御が重要であることがわかった。
