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論文

Instrumentation for diagnostics and control of laser-accelerated proton (ion) beams

Bolton, P.; Borghesi, M.*; Brenner, C.*; Carroll, D. C.*; De Martinis, C.*; Fiorini, F.*; Flacco, A.*; Floquet, V.*; Fuchs, J.*; Gallegos, P.*; et al.

Physica Medica; European Journal of Medical Physics, 30(3), p.255 - 270, 2014/05

 被引用回数:46 パーセンタイル:13.61(Radiology, Nuclear Medicine & Medical Imaging)

Suitable instrumentation for laser-accelerated proton (ion) beams is critical to the development of integrated, laser-driven ion accelerator systems. Instrumentation aimed at beam diagnostics and control must be applied to the driving laser pulse, the laser-plasma that it forms at the target and the emergent proton (ion) bunch in a correlated way to develop these novel accelerators. This report is a brief overview of established diagnostic techniques and new developments based on material presented at the first workshop on "Instrumentation for Diagnostics and Control of Laser-accelerated Proton (ion) Beams" in Abingdon, UK. It includes radiochromic film (RCF), image plate (IP), the micro-channel plate (MCP), the Thomson spectrometer, prompt inline scintillation, time and space-resolved interferometry (TASRI) and nuclear activation schemes. Repetition-rated instrumentation requirements for target metrology are also addressed.

論文

Laser-driven proton acceleration; Source optimization and radiographic applications

Borghesi, M.*; Bigongiari, A.*; Kar, S.*; Macchi, A.*; Romagnani, L.*; Audebert, P.*; Fuchs, A.*; Toncian, T.*; Willi, O.*; Bulanov, S. V.; et al.

Plasma Physics and Controlled Fusion, 50(12), p.124040_1 - 124040_10, 2008/12

 被引用回数:45 パーセンタイル:11.5(Physics, Fluids & Plasmas)

The paper corresponds to the plenary lecture presented at the EPS-2008 meeting. It contains a review of recent results obtained in the experiments and theory on the laser ion acceleration. The applications of the laser accelerated ions are also discussed.

論文

Critical current test results of 13T-46kA Nb$$_{3}$$Al cable-in-conduit conductor

小泉 徳潔; 高橋 良和; 布谷 嘉彦; 松井 邦浩; 安藤 俊就; 辻 博史; 奥野 清; 東 克典*; Fuchs, A.*; Bruzzone, P.*; et al.

Cryogenics, 42(11), p.675 - 690, 2002/11

 被引用回数:22 パーセンタイル:34.52

ITER-EDAの一環として、Nb$$_{3}$$All導体とReact-and-wind法のITER-TFコイルへの適用性を実証するために、13T-46kA級ステンレス鋼製ジャケットNb$$_{3}$$Al導体を開発した。本導体が曲げ歪を加えた場合も含めて、臨界電流値性能を達成できることを確認するために、臨界電流値試験を実施した。試験は、磁場7,9,10,11T,温度6-9Kの範囲で行った。また、予想臨界電流値を評価するために開発した解析モデルによる計算の結果、実験結果は計算結果とよく一致することがわかった。したがって、本導体の製造過程が妥当であり、かつ、React-and-wind法の適用が可能であることを実証できた。

論文

Evaluation of critial current performance of 13 T-46 kA steel-jacketed Nb$$_{3}$$Al conductor

小泉 徳潔; 東 克典*; 土屋 佳則; 松井 邦浩; 高橋 良和; 中嶋 秀夫; 西島 元; 布谷 嘉彦; 安藤 俊就; 礒野 高明; et al.

Fusion Engineering and Design, 58-59, p.1 - 5, 2001/11

 被引用回数:2 パーセンタイル:79.11(Nuclear Science & Technology)

13T-46kAステンレスコンジット導体Nb$$_{3}$$Alを開発し、その臨界電流性能を評価した。Nb$$_{3}$$Alは強度が高いために、ステンレスコンジットを使用しても、そこにかかる歪は0.4%以下と評価できる。これによる臨界電流の劣化度は10%と小さい。実験では、サンプル製作の都合上、Nb$$_{3}$$Alに熱歪がかからなかった。本サンプルの臨界電流値には劣化がなく、実際のコイルの導体でも、この測定値より10%程度低い臨界電流値となる。よって、臨界電流値は100kAと予想され、十分な裕度がある。

論文

ステンレス鋼製コンジットを使用したニオブアルミ導体の臨界電流性能評価

小泉 徳潔; 高橋 良和; 中嶋 秀夫; 土屋 佳則; 松井 邦浩; 布谷 嘉彦; 安藤 俊就; 檜山 忠雄; 加藤 崇; 礒野 高明; et al.

低温工学, 36(8), p.478 - 485, 2001/08

ITER-EDAの一環として、ステンレス鋼製コンジットを使用したNb$$_{3}$$Al導体を開発した。本導体の臨界電流性能を短尺の導体サンプルを用いて評価した。その結果、本導体が予想どおりの臨界電流性能を満足することが確認できた。また、本導体の臨界電流値は、運転条件である13T,4.5Kで90kA以上であることがわかり、定格電流値46kAに対して十分な裕度をもつことも確認できた。ただし、本導体の熱処理(Nb$$_{3}$$Al生成のため)後に大きな熱応力が残留することも見いだした。

論文

Recent progress toward high performance above the greenwald density limit in impurity seeded discharges in limiter and divertor tokamaks

Ongena, J.*; Budny, R.*; Dumortier, P.*; Jackson, G. L.*; 久保 博孝; Messiaen, A. M.*; 村上 和功*; Strachan, J. D.*; Sydora, R.*; Tokar, M.*; et al.

Physics of Plasmas, 8(5), p.2188 - 2198, 2001/05

 被引用回数:46 パーセンタイル:19.09(Physics, Fluids & Plasmas)

ドイツのトカマク装置TEXTORでは、不純物入射によってグリーンワルド密度限界を超える高密度領域でHモードに相当する高い閉じ込め性能を得ている(RIモード)。このプラズマは閉じ込め性能の改善と第一壁の熱負荷の低減という観点で優れており、ほかのトカマク装置でもELMy Hモード、Lモードに不純物を入射する実験が行われている。JETでは、グリーンワルド密度限界近くまでELMy Hモードの閉じ込め性能を維持できた。JT-60Uでは、Ar入射によって高密度領域でELMy Hモードプラズマの閉じ込め性能を改善した。JET及びD III-Dでは、ダイバータ配位のLモードプラズマにおいて不純物入射に伴う輸送係数の減少を観測した。本論文では、これら不純物入射による閉じ込め性能の改善についてレビューする。

論文

The ITER-QUELL, a quench propagation experiment on a long length CICC with central channel

Anghel, A.*; 高橋 良和; Smith, S.*; Pourrahimi, S.*; Zhelamskij, M.*; Blau, B.*; Fuchs, A.*; Heer, B.*; 濱田 一弥; Fujisaki, H.*; et al.

Fusion Technology 1996, p.185 - 190, 1996/00

ITERタスクの一貫として行われたクエンチ試験(QUELL)は、1/6の縮小導体を約100m用いて導体がクエンチした時の導体のふるまいを観測し、このデータを用いてコンピュータの解析コードを確立することと、クエンチ検出システムを開発することを目的として、行われた。本論文においては、クエンチ時の常伝導部の伝播の結果(伝播速度、温度上昇、圧力上昇等)及びクエンチ検出システムの性能について報告する。

論文

Soft X-ray tomography on tokamaks using flux coordinates

Fuchs, G.*; 三浦 幸俊; 森 雅博

Plasma Physics and Controlled Fusion, 36(2), p.307 - 316, 1994/02

 被引用回数:16 パーセンタイル:45.74(Physics, Fluids & Plasmas)

トカマクから発せられる軟X線信号は、視線方向に積分された信号である。この信号から、軟X線の局所的発光強度分布を推定するための新しい手法を開発した。この手法では、磁気的信号から、平衝計算に基づく磁束分布を求め等磁気面で軟X線発光強度が一定という仮定のもとに磁気面形状の修正及び軟X線強度分布を求める。

論文

Measurement of anisotropic soft X-ray emission during radio-frequency current drive in the JFT-2M tokamak

川島 寿人; 長谷川 満*; Fuchs, G.*; 的場 徹; 上杉 喜彦*; 星野 克道; 河上 知秀; 山本 巧

Japanese Journal of Applied Physics, 33(6A), p.3590 - 3596, 1994/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:69(Physics, Applied)

JFT-2Mトカマクで、低域混成波による電流駆動(LHCD)実験、あるいは、LHCDに電子サイクロトロン波加熱(ECRH)を加える実験を行った。我々は、この時、水平と垂直の軟X線波高分析装置を使ってX線の異方性を調べた。LHCD中には水平前方方向でX線放射強度が強かった。LHCDプラズマにECRHを加えた場合、垂直方向の強度が強くなった。これらの実験データと三温度モデルによる計算を合わせることによって高速電子(X線発生源)の速度分布を評価した。評価した速度分布形は理論的予測(低域混成波では電子ランダウ減衰、電子サイクロトロン波ではサイクロトロン減衰)と矛盾しなかった。

論文

Effects of ergodization on plasma confinement in JFT-2M

荘司 昭朗; 玉井 広史; 三浦 幸俊; 森 雅博; 小川 宏明; A.W.Leonard*; T.Jensen*; A.W.Hyatt*; A.M.Howald*; Fuchs, G.*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 196-198, p.296 - 300, 1992/00

 被引用回数:34 パーセンタイル:6.53(Materials Science, Multidisciplinary)

JFT-2Mでは、外部コイル(EML)からヘリカル磁場成分を加えることにより、プラズマ閉じ込めを改善する実験を行っている。これまで比較的広いモードスペクトラムを持つEMLコイルにより、Hモード時の密度上昇の抑制等を行うことができている。さらに最近、よりシャープなモードスペクトルを持つEMLコイルを設置し、閉じ込めの制御に最適な磁場構造を明らかにする実験を行っており、それらの結果について報告する。

報告書

Observation on effect of ergodic magnetic limiter for an ohmic heating plasma on JFT-2M tokamak

玉井 広史; 荘司 昭朗; 森 雅博; 三浦 幸俊; 藤田 隆明*; Fuchs, G.*

JAERI-M 91-110, 13 Pages, 1991/07

JAERI-M-91-110.pdf:0.64MB

エルゴディック磁気リミター(EML)をJFT-2Mトカマクのオーム加熱プラズマに印加したところ、通常のオーム加熱時とは異なる次の3つに分類できる振舞を示した。第1の領域ではEMLの強度増加に伴って最大到達密度が増加した。第2の領域ではH$$_{alpha}$$放射光に大きなバーストが観測されるとともに電子密度及び温度の減少が起こり、プラズマ閉じ込め特性の劣化をもたらした。第3の領域ではプラズマのディスラプションが引き起こされた。このときプラズマ表面のq値が増加するとディスラプションに要するEML強度も増加した。EMLコイルの電流を立ち上げてからプラズマにその効果が現れるまで時間遅れが生じたが、これはEMLによる磁場がプラズマ内部に滲み込むときにプラズマの表皮効果が影響するためと考えて評価した結果と矛盾しない値であった。

口頭

超高強度レーザーを照射された極小ターゲットからの高速イオンビーム生成実験

反保 元伸; Fuchs, J.*; 兒玉 了祐*; Borghesi, M.*; 乗松 孝好*

no journal, , 

集光強度が10$$^{19}$$W/cm$$^{2}$$である集光領域(約数10ミクロン)とターゲットサイズがほぼ同じである場合、超高強度レーザーとの相互作用によって生成する高速電子の拡散は、今までのミリオーダーサイズのターゲットに比べると著しく抑制される。その結果、高エネルギー密度状態を維持した高密度高速電子によって誘起されるイオンの高エネルギー加速が期待できる。本講演では、その実験結果を報告する。

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