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論文

Overview of materials research and IFMIF-EVEDA under the Broader Approach framework

西谷 健夫; 谷川 博康; 山西 敏彦; Clement Lorenzo, S.*; Baluc, N.*; 林 君夫; 中島 徳嘉*; 木村 晴行; 杉本 昌義; Heidinger, R.*; et al.

Fusion Science and Technology, 62(1), p.210 - 218, 2012/07

 被引用回数:3 パーセンタイル:28.72(Nuclear Science & Technology)

幅広いアプローチ活動(BA)の国際核融合エネルギー研究センター(IFERC)事業の一環として行われている材料開発と国際核融合材料照射施設工学設計・工学実証(IFMIF/EVEDA)事業の最近の進展について報告する。IFERC事業では、六ヶ所の原型炉R&D施設が完成し、おもにブランケット材料に関する研究開発が進展している。IFMIF/EVEDA事業では、原型加速器の入射器が完成し、ビーム試験を実施している。液体リチウム試験ループは2011年3月の完成し、5m/sの流動試験に成功した。

論文

IFMIF/EVEDA; Adjustment of scope and recent technical achievements

Garin, P.*; 杉本 昌義; IFMIF/EVEDA Integrated Project Team

Fusion Science and Technology, 62(1), p.219 - 225, 2012/07

 被引用回数:8 パーセンタイル:58.08(Nuclear Science & Technology)

IFMIFはDEMOや将来の電力プラントの材料データベースを揃えることを目的とし2007年半ばから幅広いアプローチ協定の下で工学設計工学実証活動が実施されている。これまで実証試験によるIFMIF工学設計に供する情報の創出をおもに活動してきたが、2010年12月に加速器プロトタイプ実証を最優先とし、期間を2010年半ばまで延長する計画の見直しが了承された。他の活動は初期の予定通り2013年半ばで完遂する。工学設計の目標は中間設計書とする変更がなされた。しかし東日本大地震の影響で事業スケジュールの遅れが生じており、特に、2011年初めに成功裏に完成した液体リチウム試験ループへの影響がある。その中で主要要素の開発作業は継続的になされており、イオン入射器の最初の運転実施などの成果が出ている。本論文では事業の活動状況全体と将来計画を概説する。

論文

IFMIF/EVEDA lithium test loop; Design and fabrication technology of target assembly as a key component

近藤 浩夫; 古川 智弘; 平川 康; 中村 和幸; 井田 瑞穂; 渡辺 一慶; 金村 卓治; 若井 栄一; 堀池 寛*; 山岡 信夫*; et al.

Nuclear Fusion, 51(12), p.123008_1 - 123008_12, 2011/12

 被引用回数:36 パーセンタイル:84.88(Physics, Fluids & Plasmas)

国際核融合材料照射施設(IFMIF)は、加速器駆動型D$$^{+}$$Li中性子源によって核融合炉候補材料の照射試験を目的とした施設であり、加速器,リチウムターゲット及びテストセルの3つの施設から構成される。現在、幅広いアプローチ(BA)活動の中で日欧国際協力の下、IFMIFの工学実証・工学設計活動(EVEDA)が実施されている。本論文はリチウムターゲット施設の実証試験を行うIFMIF/EVEDAリチウム試験ループ(IFMIF/EVEDA Li Test Loop)の設計についてのものである。現在、リチウム試験ループは設計及び各機器の製作、さらには据え付け工事までが終了し、2011年2月末の完成のスケジュールに合わせて電気計装設備の据付け等に移っている段階である。本論文では特に、当リチウムループの主要機器であるターゲットアッセンブリの設計と製作技術について報告する。

論文

IFMIF specifications from the users point of view

Garin, P.*; Diegele, E.*; Heidinger, R.*; Ibarra, A.*; 實川 資朗; 木村 晴行; M$"o$slang, A.*; 室賀 健夫*; 西谷 健夫; Poitevin, Y.*; et al.

Fusion Engineering and Design, 86(6-8), p.611 - 614, 2011/10

 被引用回数:26 パーセンタイル:90.28(Nuclear Science & Technology)

この論文はIFMIF仕様作業グループが、IFMIF施設の最上位の仕様に関して、ユーザーの視点で提言をまとめたものである。特に核融合動力炉と材料開発に関する日欧の異なるロードマップを考慮した。ブランケット構造材料,ブランケット機能材料及びセラミックス等の非金属材料の開発において、IFMIFに要求される仕様を提案した。さらに、ITER TBMの性能確認試験への適用の可能性についても言及した。

論文

Some error studies for interface management in the HEBT of the IFMIF accelerator

設楽 弘之; Vermare, C.*; 杉本 昌義; Toupet, S.*; Garin, P.*

Fusion Engineering and Design, 86(9-11), p.2674 - 2677, 2011/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

IFMIF加速器は2本の同一性能の平行に走るビームラインからなる。各ラインにおいて40MeVm, 125mAのD$$^{+}$$ビームを高エネルギービーム輸送部(HEBT)を経て、液体リチウムターゲットへ導き中性子ビームを得る。HEBT出口では20cm$$times$$5cmの矩形フラットトップ形状のフットプリントが要求される。特に下流のリチウムターゲット部との取り合い調整,影響の観点から、HEBT出口におけるビームフットプリントの制御性,堅牢さを評価した。HEBTの上流部とHEBT入口でのビーム軸位置のずれを想定した場合、$$pm$$0.2mm程度がビーム品質の劣化が少なく安定な領域であることがわかった。また、加速エネルギー依存性からは定格の40MeVの加速が得られない場合はビーム品質の劣化は大きく、逆に+1MeV程度の加速が可能な場合は、緩やかな劣化となることがわかった。

論文

IFMIF's new design; Status after 2 years of EVEDA project

Garin, P.*; 杉本 昌義

Journal of Nuclear Materials, 417(1-3), p.1262 - 1266, 2011/10

 被引用回数:14 パーセンタイル:76.2(Materials Science, Multidisciplinary)

IFMIFは核融合の主要計画の一つであり、DEMO及び将来の発電プラント用材料を開発するための照射と特性試験を行うものである。工学実証工学設計活動は2007年半ばに日欧で締結された幅広いアプローチのもとで開始され、次の4つから成る。(1)IFMIFの工学設計を完成すること,(2)加速器の低エネルギー部の原型機を9MeVまで建設し、電流は目標の125mAをめざして運転すること,(3)液体リチウムループは純化トラップ,モニターを含んだシステムとして実証すること,(4)テストセルは高中性子束試験モジュールを設計製作し適切な条件下で試験すること。公式に事業開始後2年を経た時点で、参照概念設計から変更のあった重要な点は加速器の高エネルギー部,リチウムターゲットアセンブリの背面部,高中性子束試験モジュールの形状である。これらの変更の事業に及ぼす影響度について解説する。

論文

Engineering design and construction of IFMIF/EVEDA lithium test loop; Design and fabrication of integrated target assembly

近藤 浩夫; 古川 智弘; 平川 康; 中村 博雄*; 井田 瑞穂; 渡辺 一慶; 宮下 誠*; 堀池 寛*; 山岡 信夫*; 金村 卓治; et al.

Proceedings of 23rd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2010) (CD-ROM), 8 Pages, 2010/10

国際核融合材料照射施設(IFMIF)は、加速器駆動型D+Li中性子源によって核融合炉候補材料の照射試験を目的とした施設であり、加速器,リチウムターゲット及びテストセルの3つの施設から構成される。現在、幅広いアプローチ(BA)活動の中で日欧国際協力の下、IFMIFの工学実証・工学設計活動(EVEDA)が実施されている。本発表ではリチウムターゲット施設の実証試験を行うIFMIF/EVEDAリチウム試験ループ(IFMIF/EVEDA Li Test Loop)の工学設計と建設について報告する。現在、リチウム試験ループは設計及び各機器の製作、さらには据え付け工事までが終了し、2011年2月末の完成のスケジュールに合わせて電気計装設備の据付け等に移っている段階である。本発表では特に、当リチウムループの主要機器であるターゲットアッセンブリの設計と製作技術について焦点を当てたものである。

論文

IFMIF加速器のプロトタイプ建設の意義と目標課題

杉本 昌義; Garin, P.*; Vermare, C.*; 設楽 弘之; 木村 晴行; 鈴木 寛光; 大平 茂; 奥村 義和; Mosnier, A.*; Facco, A.*; et al.

加速器, 7(2), p.110 - 118, 2010/07

国際核融合材料照射施設(IFMIF)は核融合材料開発のための加速器型中性子源である。2007年6月より始まったIFMIFの工学実証工学設計活動(EVEDA)では40MeV, 125mAの重陽子加速実現のための原型加速器を青森県六ヶ所村に建設中である。原型機は超電導加速器の初段部までをつくり、9MeV, 125mAの運転を実現するのが目標である。その主な技術仕様や大電流加速器の課題を述べるとともに、原型機運転において期待される成果を概説する。

論文

Commissioning of the IFMIF/EVEDA accelerator prototype; Objectives & plans

Vermare, C.*; Garin, P.*; Shidara, H.*; Beauvais, P. Y.*; Mosnier, A.*; Ibarra, A.*; Heidinger, R.*; Facco, A.*; Pisent, A.*; 前原 直; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.777 - 779, 2010/05

In the frame of the IFMIF/EVEDA project, a high-intensity (125 mA) CW deuteron accelerator will be installed and commissioned at the Rokkasho Broader Approach (BA) site. The main objective of this 9 MeV prototype is to provide information on the feasibility of the design, the manufacturing and the operation of the two linacs (up to 40 MeV) foreseen for IFMIF. Based on the requirements for each system (accelerators, lithium target and tests facility) which are deduced from the IFMIF fusion material irradiation requirements, given by the users, the objectives of this accelerator prototype are defined and presented here. Also, because of the distributed nature of the design work and the procurement of the accelerator, organization of the installation and commissioning phase is essential. The installation and commissioning schemes, the organization proposed and the overall plans are presented.

論文

The Accelerator prototype of the IFMIF/EVEDA project

Mosnier, A.*; Beauvais, P. Y.*; Branas, B.*; Comunian, M.*; Facco, A.*; Garin, P.*; Gobin, R.*; Gournay, J. F.*; Heidinger, R.*; Ibarra, A.*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.588 - 590, 2010/05

The objectives of the IFMIF/EVEDA project are to produce the detailed design of the entire IFMIF facility, as well as to build and test a number of prototypes, including a high-intensity CW deuteron accelerator (125 mA @ 9 MeV). Most of the accelerator components (injector, RFQ, superconducting RF-linac, transport line and beam dump, RF systems, local control systems, beam instrumentation) are designed and provided by European institutions (CEA/Saclay, CIEMAT, INFN/LNL, SCK-CEN), while the RFQ couplers, the supervision of the control system and the building including utilities constructed at Rokkasho BA site are provided by JAEA. The coordination between Europe and Japan is ensured by an international project team, located in Rokkasho, where the accelerator will be installed and commissioned. The design and R&D activities are presented, as well as the schedule of the prototype accelerator.

論文

IFMIF/EVEDA原型加速器の進捗状況

神藤 勝啓; Vermare, C.*; 浅原 浩雄; 杉本 昌義; Garin, P.*; 前原 直; 高橋 博樹; 榊 泰直; 小島 敏行; 大平 茂; et al.

Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.668 - 670, 2010/03

国際核融合材料照射施設(IFMIF)に関する工学実証及び工学設計活動(EVEDA)における原型加速器の2008年度の進捗について報告する。原型加速器のすべての加速器機器は、それぞれ設計が始まり、製作や個別試験についての計画を策定し、設計パラメータを決めてきた。個々の機器の進捗を分析し、IFMIF加速器の工学実証の計画を検討した結果、事業期間を2014年まで延長することが提案され、BA運営委員会で承認された。本発表では、各加速器機器の設計状況、欧州と日本が担当している加速器機器群と、日本が担当している六ヶ所村のIFMIF/EVEDA開発試験棟建屋のインターフェイスや現在までに提案されている工学実証試験での運転計画を報告する。

論文

General overview of IFMIF and of the EVEDA phase

Garin, P.*; 杉本 昌義

Proceedings of 13th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-13) (CD-ROM), 11 Pages, 2009/09

2007年に国際核融合材料照射施設の工学実証・工学設計活動(IFMIF/EVEDA)が欧州と日本の間で結ばれた幅広いアプローチ協定の下で開始され、将来のIFMIF建設を目指し工学設計報告書を作成することを目標に活動している。加速器,リチウムターゲット、及び試験設備の高中性子束試験モジュールについてはそれぞれのプロトタイプ設計・製作・試験を通じて技術実証を行う。プロジェクトの初期段階ではプロトタイプの内容を定めることに重点が置かれてきたが、2009年からは本格的に工学設計活動を始める計画である。全般的な活動状況、特に概念設計から大きく進展した部分であるプロトタイプの現状について述べる。

論文

Status of IFMIF EVEDA, one year after its start-up

杉本 昌義; Garin, P.*; Vermare, C.*; 神藤 勝啓; Gr$"o$schel, F.*; 中村 和幸; Molla, J.*; Arnaud, J.*

Fusion Science and Technology, 56(1), p.259 - 266, 2009/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

日欧の核融合協力として進められている幅広いアプローチ協定の下、材料開発のための中性子照射施設建設を目指した工学設計及び重要技術の実証活動としてのIFMIF/EVEDA事業が開始されてから約1年間が経過した。活動全体を統括する事業チームが日本の六ヶ所に設立され、現在12名の規模で事業計画の策定と定期的見直し、年度ごとの作業計画の管理・調整活動を実施中である。この1年でWBSをはじめとする各種管理ツールが整備され、本格的な工学設計に着手する準備が整いつつある。目標達成のためには事業チームと日欧の各研究機関との密接な相互連携が必要であるため、ネットワーク通信を介した情報共有・共同作業を実現する手段の確立に努めている。本事業の関係者が一同に会して議論する場としてのワークショップも重要であり、9月上旬に開催された第一回会合では、特に、中性子発生部でのイオンビーム-液体リチウム-照射場条件の間のインターフェースを考慮した要求仕様が詳しく定められた。

論文

Main baseline of IFMIF/EVEDA project

Garin, P.*; 杉本 昌義

Fusion Engineering and Design, 84(2-6), p.259 - 264, 2009/06

 被引用回数:60 パーセンタイル:97.56(Nuclear Science & Technology)

国際核融合材料照射施設(IFMIF)工学実証工学設計活動(EVEDA)プロジェクトは幅広いアプローチ協定の下で2007年6月公式に開始され2013年6月までに施設の工学設計を完成させる予定である。工学実証では主要システムである加速器,リチウムターゲット,高中性子束照射モジュールそれぞれについて、9MeVまでのプロトタイプ加速器の製作・運転実証,1/3規模のリチウム・純化ループの製作・運転実証,実寸大照射リグによる熱水力性能及び原子炉による照射性能の実証等を中心に進める予定である。この1年間、概念設計を基本にして実証試験のための予備設計検討を進めた結果、加速器では主加速部の超伝導化,リチウムターゲットではターゲット背面部の曲率の最適化,照射モジュールでは温度制御のためのヘリウム冷却経路の見直しなどの設計改良がなされている。

論文

Status of engineering design of liquid lithium target in IFMIF-EVEDA

中村 博雄; Agostini, P.*; 荒 邦章; 深田 智*; 古谷 一幸*; Garin, P.*; Gessii, A.*; Giusti, D.*; Groeschel, F.*; 堀池 寛*; et al.

Fusion Engineering and Design, 84(2-6), p.252 - 258, 2009/06

 被引用回数:25 パーセンタイル:86.28(Nuclear Science & Technology)

In IFMIF, target system consists of a target assembly, a Li main loop and a Li purification loop. In this paper, status of the engineering design of the IFMIF Li target system performed in 2007/2008 will be described. Major design requirement is to provide a stable Li at a speed of 10 m/s to 20 m/s. To realize stable Li flow, modification of the backplate with nearly constant radius curvature is applied. 3D thermal-hydraulic analysis of the Li target flow is in progress. By a hot trap, nitrogen concentration shall be controlled below 10 wppm. Tritium concentration shall be controlled by an yttrium hot trap below 1 wppm. The back-plate made of RAFM steel shall be used under intense neutron irradiation (50 dpa/y). To mitigate irradiation damage of the backplate, in-situ annealing up to 600$$^{circ}$$C is considered. To replace the backplate, two design options of the remote handling systems are under investigation.

論文

Latest design of liquid lithium target in IFMIF

中村 博雄; Agostini, P.*; 荒 邦章; Cevolani, S.*; 千田 輝夫*; Ciotti, M.*; 深田 智*; 古谷 一幸*; Garin, P.*; Gessii, A.*; et al.

Fusion Engineering and Design, 83(7-9), p.1007 - 1014, 2008/12

 被引用回数:14 パーセンタイル:70.13(Nuclear Science & Technology)

本報告では、国際核融合材料照射施設(IFMIF)の液体リチウム(Li)ターゲットの最近の設計について述べる。IFMIFは、核融合材料照射のための加速器型中性子源である。中性子は、重陽子ビームを液体Li流に照射して発生させる。ターゲット系の主な設計要求は、1GW/m$$^{2}$$の熱負荷除熱のための流速10m/sから20m/sで安定なLi流を実現することである。そのため、2段絞りのノズル及び曲面流が採用され、流動特性は水とLi流実験で確証された。純化系は、コールドトラップ及び2種類のホットトラップから構成されており、トリチウム,ベリリウム7,酸素,窒素,炭素等を、許容量以下に制御する。窒素は10ppm以下に、トリチウムは1ppm以下である。また、信頼性のある長期運転のため、自由表面計測など種々の計測器が設置される。ターゲットアセンブリの背面壁は、50dpa/yの中性子照射を受けるため、遠隔操作で交換可能な構造が不可欠であり、2つの方式が検討中である。

論文

Progress of the accelerator in Broader Approach IFMIF/EVEDA project

神藤 勝啓; Vermare, C.*; 原見 太幹*; 杉本 昌義; Garin, P.*; 前原 直; 榊 泰直; 大平 茂; 奥村 義和; Mosnier, A.*; et al.

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.255 - 258, 2008/00

During 6 years of IFMIF/EVEDA project since July 2007, design, construction, operation and maintenance of a prototype accelerator as an engineering validation activity and an accelerator engineering design activity for IFMIF including the interfaces with the Li loop target system and the material irradiation test facilities will be performed. The prototype accelerator consists of a 100 keV injector equipped with an ECR ion source, a radio-frequency quadrupole (RFQ) linac accelerating the beam up to 5 MeV, the first section of the superconducting drift tube linac (SC-DTL) accelerating the beam up to 9 MeV and subsystems. Most of the accelerator components are provided by European institutions (CEA/Saclay, CIEMAT, INFN/LNL etc.), while the RF couplers for the RFQ linac, the supervision of the accelerator control system and the accelerator prototype building constructed at Rokkasho BA site for the accelerator test and beam diagnosis are provided by JAEA. The R&D activities and the future schedule of the prototype accelerator of the IFMIF/EVEDA project will be presented.

口頭

Overview of the broader approach IFMIF/EVEDA project

杉本 昌義; Garin, P.*

no journal, , 

The IFMIF was conceived as a solution to connect the developmental study of the DEMO-oriented fusion materials and the application for the design and operation of the DEMO, by supplying a neutron irradiation test bed. Its concept was established in 2003 and the Engineering Design and Engineering Validation Activities (EVEDA) was proposed as the important step to complete the engineering design for making a decision of construction of the IFMIF. Since middle of 2007 the IFMIF/EVEDA was started as one of the three projects under the Broader Approach activities, and many supplementary studies to complete the conception to build up the contents of the tasks were carried out this one year. The coordination of the project is insured by a Project Team in Rokkasho relying on the engineering and experimental work carried out as Tasks. The overview of the project plan and important technology base will be presented in addition to the organization structure for undertaking all works.

口頭

Overview of the test facilities in broader approach IFMIF/EVEDA project

中村 和幸; Garin, P.*; 杉本 昌義; Molla, J.*; M$"o$slang, A.*; 若井 栄一

no journal, , 

日欧協力の幅広いアプローチのもとで国際核融合材料照射施設/工学実証工学設計活動(IFMIF/EVEDA)の試験設備(テスト)系タスクを日欧の分担及び国内の大学等との連携協力で、2007年より実施中である。本報告では、高中性子束照射装置,計測装置,微小試験片技術などの工学実証タスク、及び照射後試験設備などの工学設計タスクからなる試験設備(テスト)系開発の現状を報告する。

口頭

IFMIF/EVEDAテストセル系PIE施設検討

菊地 孝行; 杉本 昌義; 中村 和幸; 若井 栄一; Garin, P.*; Molla, J.*

no journal, , 

IFMIF/EVEDAでは概念設計で検討された照射後試験項目を実施できる照射後試験(PIE)施設の詳細設計を行う。今回予備的作業として実施したハード面での設備機器検討項目の洗い出し、設計境界(取合い)条件に加え、これまで未検討の照射済試料の再装荷,施設の除染作業を含むメンテナンス等を考慮したエリア区分,廃棄物の搬出ルート確保,PIEセル内での機器故障時の線源回収方法等の現状を報告する。

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