Off-axis neutral beam current drive for advanced scenario development in DIII-D

村上 和功*; Park, J. M.*; Petty, C. C.*; Luce, T. C.*; Heidbrink, W. W.*; Osborne, T. H.*; Prater, R.*; Wade, M. R.*; Anderson, P. M.*; Austin, M. E.*; et al.

Nuclear Fusion, 49(6), p.065031_1 - 065031_8, 2009/06

https://doi.org/10.1088/0029-5515/49/6/065031

DIII-Dでは、小半径の50%という周辺部で電流駆動できるようにするために、2つの中性粒子ビーム(NB)の垂直方向角度を可変とする改造を計画している。計算によると、NBを下側に向けた場合には、プラズマ電流とトロイダル磁場が同方向の場合に電流駆動効率が大きくなる。この効果は大きく、ITERでの計算では現状のトロイダル磁場の方向を反転させると周辺部NB駆動電流は20%以上増加する。この計算結果を検証するためにDIII-Dでプラズマを上下方向に寄せることでNBに対する磁力線の角度を変化させ、そのときの周辺部NB駆動電流を調べた。MSE計測によるとNB駆動電流は計算通り4045%変化した。この結果から、DIII-DのNBに垂直方向角度を可変とする改造を行うことで、ITERや将来のトカマクのためのシナリオ開発を強力に推進できるだけでなく、輸送・高エネルギー粒子・加熱電流駆動の物理を自在に調べられるようになることが期待される。

Gyrofluid simulation on the nonlinear excitation and radial structure of geodesic acoustic modes in ITG turbulence

Li, J. Q.*; 岸本 泰明; 宮戸 直亮; 三木 一弘*; Anderson, J.*; Shi, B. R.*

Journal of Physics; Conference Series, 123, p.012027_1 - 012027_11, 2008/08

https://doi.org/10.1088/1742-6596/123/1/012027

トカマクプラズマ中の測地的音響モード(GAM)の非線形励起と飽和及びその径方向構造を新規に開発したジャイロ流体モデルを用いて調べる。第一にイオン温度勾配(ITG)揺動とGAMについての従来の3場ジャイロ流体モデル化に対する経験的クロージャー関係を提出する。帯状流の減衰について理論的予測や他の運動論的計算と比較することによって正確に調べられる。それから局所コード及びそのグローバル版がITG乱流によるGAMの非線形励起シミュレーションに用いられる。これによりGAM不安定性が非線形駆動と無衝突減衰との競合の下で非線形的に励起されることが発見される。GAM不安定性に対するポンプ波の振幅の閾値は帯状流不安定性のそれよりも高い。一方、不安定なGAMはおもにランダウ減衰により飽和する。これは静的な帯状流とは異なる。さらにGAMの径方向構造がであることが示される。これは純粋な帯状流のそれよりも短い。

Turbulent transport associated with GAM dynamics near critical gradient regime; GAM intermittency

岸本 泰明; 三木 一弘*; 宮戸 直亮; Li, J. Q.*; Anderson, J.*

Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 8 Pages, 2007/03

http://www-naweb.iaea.org/napc/physics/FEC/FEC2006/html/node477.htm#94902

トロイダルイオン温度勾配駆動乱流のグローバルジャイロ流体シミュレーションを行い、臨界勾配領域近傍での帯状流生成及びgeodesic acoustic mode(GAM)に関連した新しいタイプの輸送の間欠的ダイナミクスを発見した。間欠的なバーストは、乱流エネルギーがある閾値を超えたときに起きる、空間的に伝播するGAMの発生でトリガーされる。静的な帯状流は準周期的な間欠的バーストをいくつも経て徐々に成長し、乱流揺動は徐々に抑えられる。これは線形臨界勾配の非線形的な上方シフト、いわゆるDimitsシフトにつながる。間欠性の周期は温度勾配の増加とともに短くなる。シミュレーションで得られた間欠的ダイナミクスを定性的に記述するモデルも開発し、背景にある物理メカニズムを議論する。

SR studies of the superconducting order parameter in PuCoGa

Morris, G. D.*; Heffner, R. H.; Bauer, E. D.*; Morales, L. A.*; Sarrao, J. L.*; Fluss, M. J.*; MacLaughlin, D. E.*; Shu, L.*; Anderson, J. E.*

Physica B; Condensed Matter, 374-375, p.180 - 183, 2006/03

https://doi.org/10.1016/j.physb.2005.11.047

We present transverse-field (TF) measurements of the in-plane magnetic-field penetration depth in single-crystalline PuCoGa for 0.06 T applied filed. We find that the temperature dependence of the superfluid density, and therefore , is for . We estimate that the measured nm. Zero-field (ZF) measurements find no evidence for time-reversal symmetry violation. The ZF and TF measurements are consistent with an even-parity (pseudo-spin singlet), d-wave paring state.

Effect of annealing on glassy dynamics and non-Fermi liquid behavior in UCuPd

MacLaughlin, D. E.*; Rose, M. S.*; Anderson, J. E.*; Bernal, O. O.*; Heffner, R. H.; Nieuwenhuys, G. J.*; Baumbach, R. E.*; Butch, N. P.*; Maple, M. B.*

Physica B; Condensed Matter, 374-375, p.177 - 179, 2006/03

https://doi.org/10.1016/j.physb.2005.11.046

非フェルミ流体的振る舞いへの乱れの効果を調べるため重い電子系UCuPdのアニール及び非アニール試料についての縦磁場SR法を行った。その結果、スケーリング指数はアニールによらないことがわかった。アニールした試料では低温で緩和率の抑制が見られ、このことはアニールにより揺らぎが高い周波数に変化したことを示している。不均一に起因した緩和の増大にはアニールによる効果は見られていない。非フェルミ流体物質において過去の実験で見られていたような残留抵抗との相関が今回の実験でも見られた。

Penetration depth study in the heavy-fermion superconductor PrOsSb

Shu, L.*; MacLaughlin, D. E.*; Heffner, R. H.; Callaghan, F. D.*; Sonier, J. E.*; Morris, G. D.*; Bernal, O. O.*; Bosse, A.*; Anderson, J. E.*; Yuhasz, W. M.*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 374-375, p.247 - 250, 2006/01

https://doi.org/10.1016/j.physb.2005.11.066

The penetration depth in the filled-skutterudite heavy-fermion superconductor PrOsSb has been measured using transverse-field muon spin rotation (TF-SR). It is found to be temperature-independent at low temperatures, consistent with a nonzero gap for point nodes in the gap. A 10 discrepancy is found at low temperatures. This may be due to mechanisms that modify the vortex-state field distribution, or to the surface scattering which breaks pairs in an odd-parity superconductor. Alternatively, it may be a matter of field orientation of nodal gap structure in the SR measurements.

Tritium evacuation performance of a large oil-free reciprocating pump

林 巧; 山田 正行; 小西 哲之; 松田 祐二; 奥野 健二; J.E.Nasise*; R.S.Dahlin*; Anderson, J. L.*

Fusion Engineering and Design, 28, p.357 - 361, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0920-3796(95)90060-8

核融合炉におけるトリチウム含有ガスの排気・移送に有効な真空ポンプを試作。4段圧縮往復動型で二重のベローシールと炭素含浸ポリイミド製ピストンリングで完全オイルフリーとした。初期の原研(TPL)でのコールドガス(H,D,N,He等)排気性能試験の結果、市販の同容量のスクロール型のポンプと比し、水素・重水素の排気速度が良好であり、特に吐出圧が高い(2400Torr)条件では性能の差が大きくなることを確認している。本報告は、上記試験後、純トリチウム等を用いたホット試験(トリチウム排気性能と長期使用耐久性等)の結果(日米協力のもと米国ロスアラモス国立研・TSTA)をまとめる。純トリチウムの排気速度は、7120m/hr(4Torr吸込圧,500Torr吐出圧)で、到達真空度は0.8Torr(500Torr吐出圧)であった。約1gのトリチウムを使用し、約3ヶ月間ポンプ非連続運転を行ったが、排気性能に希化はなかった。

Test of the scroll pump in the JAERI fuel cleanup system in the Tritium Systems Test Assembly; JFCU scroll pump test and result, JFCU stand alone tritium test 2

林 巧; 小西 哲之; 大平 茂; 中村 博文; 井上 雅彦*; 渡辺 哲郎*; 平田 一弘*; 成瀬 雄二; 奥野 健二; Barnes, J. W.*; et al.

JAERI-M 93-094, 54 Pages, 1993/03

JAERI-M-93-094.pdf:1.32MB

日米協力AnnexIVに基づいて米国ロスアラモス国立研究所のトリチウムシステム試験施設(TSTA)で行われている原研製の燃料精製システムの試験において、オイルフリー粗引き真空ポンプの1種であるスクロールポンプの軽原素ガスの排気特性を閉システムで測定した。圧縮比、到達真空などの性能は吐出側圧力の影響を受け、またガス種によって著しく異なることが見出された。特にH,Dでは性能は著しく劣化し、後段にメタルベローズポンプを設置することによって初めて窒素と同程度の排気が可能となる。水素同位体について排気特性は質量の増加と共に改善し、純トリチウムガスについてヘリウムとほぼ同等の結果が得られた。

Tests of the JAERI fuel cleanup system with deuterium at the Tritium Systems Test Assembly; JFCU stand alone deuterium test, JFCU stand alone deuterium test 2

小西 哲之; 大平 茂; 林 巧; 井上 雅彦*; 渡辺 哲郎*; 成瀬 雄二; 奥野 健二; Barnes, J. W.*; W.Harbin*; Bartlit, J. R.*; et al.

JAERI-M 93-089, 46 Pages, 1993/03

JAERI-M-93-089.pdf:1.26MB

原研は日米協力協定AnnexIVに基づいて、米国ロスアラモス国立研究所のTSTAにおいて、核融合炉燃料ループの模擬試験を共同で行っている。その一環として、原研が設計、製作してTSTAに設置した燃料精製システムの総合的な機能の検証のため、単独重水素試験を行った。各コンポーネントは設計通り作動し、システム全体としての水素の精製機能と、不純物処理機能が確認された。また、定常運転に加え、起動、停止及び非常停止操作におけるシステム全体の挙動に関する知見が得られた。酸化反応器への酸素添加量制御など、測定、制御システムに起因する過渡特性に問題が発見された。

Test of the cold traps in the JAERI fuel cleanup system in the Tritium Systems Test Assembly

大平 茂; 小西 哲之; 成瀬 雄二; 奥野 健二; Barnes, J. W.*; W.Harbin*; Bartlit, J. R.*; Anderson, J. L.*

JAERI-M 93-087, 29 Pages, 1993/03

JAERI-M-93-087.pdf:0.62MB

原研は日米協力協定AnnexIVに基づいて米国ロスアラモス国立研究所のTSTAにおいて、核融合炉燃料循環ループの模擬試験を共同で行っており、原研製燃料精製システムを設計、製作してTSTAに設置、結合した。この装置に於て、トリチウム化不純物を処理して生成するトリチウム水を捕集するためにコールドトラップがあるが、その機能不全が疑われたため、その特性試験を実施して運転上の対応策を構じた。トラップは切替え時に水分が通過するが、これは一時的な捕集率の低下によるもので、内部構造の変更や、バルブシーケンスによっては改善されない。運転上トリチウムの損失を防止するため、小型のモレキュラーシーブ塔を設置することが最良の対策と判明した。