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須江 祐貴*; 四塚 麻衣*; 二ツ川 健太*; 長谷川 和男; 飯嶋 徹*; 飯沼 裕美*; 居波 賢二*; 石田 勝彦*; 河村 成肇*; 北村 遼; et al.
Physical Review Accelerators and Beams (Internet), 23(2), p.022804_1 - 022804_7, 2020/02
被引用回数：2 パーセンタイル：25.94(Physics, Nuclear)低エネルギー、低インテンシティーミューオンビームのビーム進行方向のバンチ幅を測定するための破壊的モニターを開発した。このバンチ幅モニター(BWM)は、1つずつのミューオンを高い分解能で測定するためにマイクロチャンネルプレートを用いている。それに加え、タイミングウオークを抑制するために、コンスタントフラクションディスクリミネータ回路を用いている。時間分解能は精密パルスレーザーを用いて65psと測定された。この分解能は、J-PARC E34実験で要求される性能を満たしている。我々は、このBWMを用いて、高周波四重極リニアックによって加速された負ミューオニウムイオンのバンチ幅を測定した。バンチ幅54
11nsと測定することに成功した。
大谷 将士*; 深尾 祥紀*; 二ツ川 健太*; 河村 成肇*; 的場 史朗*; 三部 勉*; 三宅 康博*; 下村 浩一郎*; 山崎 高幸*; 長谷川 和男; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 1350, p.012067_1 - 012067_6, 2019/12
被引用回数：2 パーセンタイル：73.22(Physics, Particles & Fields)負ミューオニウムはそのユニークな性質から様々な科学の分野で応用される可能性がある。1980年代に真空中で初めて生成されて以来、仕事関数の低い物質を用いて負ミューオニウム生成効率を高めることが議論されてきた。アルミナセメントの構成物質であるC12A7は良く知られた絶縁体であるが、電子をドープすることで導体として振舞うことが近年発見された。このC12A7エレクトライドは2.9eVという比較的低い仕事関数を持ち、負イオン生成効率を示すと期待されている。本論文では、従来用いていたアルミニウム、C12A7エレクトライド、さらにステンレスターゲット用いた負ミューオニウムイオン生成効率の比較について述べる。測定された生成率は10
/sであり、現状セットアップではエレクトライドにおいても大きな生成率向上は確認されず、表面状態をより注意深く整える必要であることが推定される。また、生成された負ミューオニウムの平均エネルギーに材質依存はなく、0.20.1keVであった。
須江 祐貴*; 飯嶋 徹*; 居波 賢二*; 四塚 麻衣*; 飯沼 裕美*; 中沢 雄河*; 大谷 将士*; 河村 成肇*; 下村 浩一郎*; 二ツ川 健太*; et al.
Proceedings of 16th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.55 - 60, 2019/07
本論文では、RFQによって89keVまで加速されたミューオンのバンチ長測定について述べる。ミューオンの性質の詳細測定のための、4種類の加速構造を持つリニアックがJ-PARCにおいて開発中である。2017年に、RFQを用いたミューオン加速の実証と横方向プロファイル測定が行われた。次の課題は、次段の加速器のアクセプタンスとビーム整合するために必要な縦方向のビームモニタである。このために、マイクロチャンネルプレートを用いた新しい縦方向ビームモニタを開発中である。このモニタは加速周波数324MHzの1%に相当する時間分解能である30から40psを目標にしている。2018年10月に、RFQによって89keVまで加速された負ミューオニウムイオンのバンチ長測定に成功した。測定されたバンチ長は、0.540.13nsであった。
四塚 麻衣*; 飯嶋 徹*; 飯沼 裕美*; 居波 賢二*; 大谷 将士*; 河村 成肇*; 北村 遼; 近藤 恭弘; 齊藤 直人; 下村 浩一郎*; et al.
Proceedings of 16th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.814 - 817, 2019/07
ミューオンの異常磁気能率(g-2)は新物理の兆候が期待されている物理量であり、実験値と標準理論の予測値の間には現在3
以上の乖離が確認されている。J-PARC E34実験では独自の手法による精密測定を目指しており、主要な系統誤差を削減するために低エミッタンスビームを使用する。これは、熱エネルギーまで冷却したミューオンを、速度に応じた複数段階の線形加速器を用い212MeVまで再加速することによって生成する。実験の要求から加速中のエミッタンス成長を抑える必要があるため設計値実現には異なる加速器間でのビームマッチングが重要であり、実際のビームプロファイル測定に基づいて行われる必要がある。時間方向の測定に使用するモニターには、加速位相の1%である30
40psに相当する精度が要求されている。また、イオン源開発初期のビーム強度が低い段階でも使用可能でなければならないため、ミューオン1つに対して感度を持つ必要がある。この2つの要求を満たすため、高い感度を持つマイクロチャンネルプレートと、波高依存性の削減により高時間分解能の達成が可能であるCFD回路を用いたモニターの開発を行った。また、性能評価のためにテストベンチの構築を行い、ピコ秒パルスレーザーをMCP表面に照射した際に起こる光電効果によって生成した光電子を用い、時間分解能65psの評価値を得た。本発表では、テストベンチによるモニターの性能評価結果を報告する。
四塚 麻衣*; 飯嶋 徹*; 居波 賢二*; 須江 祐貴*; 飯沼 裕美*; 中沢 雄河*; 齊藤 直人; 長谷川 和男; 近藤 恭弘; 北村 遼; et al.
Proceedings of 10th International Particle Accelerator Conference (IPAC '19) (Internet), p.2571 - 2574, 2019/06
J-PARC E34実験はミューオンの異常磁気モーメントと電気双極子モーメントの高精度測定を目標にしている。この実験では、室温で生成されたミューオニウムをレーザー共鳴方でイオン化した超低速ミューオンを多段のリニアックで加速したミューオンビームを用いる。実験の要請を満たすには加速中のエミッタンス増大を抑えることが必要である。エミッタンス増大の主要な要因の一つは異なった加速構造間でのビームの不整合であるので、これらを測定するための縦横両方向のビームモニタが重要である。このうち、324MHzの加速構造の縦方向測定を行うモニタは、その加速周期の1%の時間分解能が要求される。さらに、ビーム調整段階でのミューオンビーム強度が非常に低いので、ミューオン1つに対する感度が必要である。これらの要求を実現するために、我々はマイクロチャンネルプレートを用いた縦方向ビームモニタを開発している。テストベンチでの分解能評価では、65psを達成した。さらに、RFQを用いたビーム試験で、縦方向バンチ長を測定することに成功した。さらに精度を高めるための改良も計画中である。本論文ではこの縦方向ビームモニタのテストベンチでの性能評価について述べる。
大谷 将士*; 須江 祐貴*; 深尾 祥紀*; 二ツ川 健太*; 河村 成肇*; 三部 勉*; 三宅 康博*; 下村 浩一郎*; 山崎 高幸*; 飯嶋 徹*; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 1067(5), p.052012_1 - 052012_7, 2018/09
被引用回数：1 パーセンタイル：47.2(Physics, Particles & Fields)RFQによって加速されたミューオンのプロファイル測定を行った。正ミューオンをアルミデグレータに入射し、負ミューオニウムを生成する。加速された負ミューオニウムはMCPとCCDカメラで構成されるプロファイルモニタに輸送される。測定された垂直方向のプロファイルはシミュレーションとよく一致した。このプロファイル測定はJ-PARCにおけるミューオン異常磁気モーメント測定への重要な一里塚となる。
Bae, S.*; Choi, H.*; Choi, S.*; 深尾 祥紀*; 二ツ川 健太*; 長谷川 和男; 飯嶋 徹*; 飯沼 裕美*; 石田 勝彦*; 河村 成肇*; et al.
Physical Review Accelerators and Beams (Internet), 21(5), p.050101_1 - 050101_6, 2018/05
被引用回数：15 パーセンタイル：77.82(Physics, Nuclear)ミューオンがRF加速器によって初めて加速された。正ミューオンと電子の束縛状態である負ミューオニウムをアルミ標的中での電子獲得反応によって生成し、静電加速器により初期加速する。それを高周波四重極加速空洞(RFQ)によって89keVまで加速した。加速された負ミューオニウムは、偏向電磁石による運動量の測定と飛行時間により同定された。このコンパクトなミューオン加速器は、素粒子物理や物性物理などのミューオン加速器の様々な応用への第一歩である。
齋藤 浩介; 前田 誠一郎; 樋口 真史*; 高野 光弘*; 中沢 博明
JAEA-Technology 2006-035, 76 Pages, 2006/06
JAEA-Technology-2006-035.pdf:5.25MB
耐スエリング性に優れた酸化物分散強化型フェライト鋼(ODS鋼)を炉心材料に適用し、太径中空ペレットを用いた燃料を取替燃料として装荷し、実用化段階で想定される炉心・燃料像(取出平均燃焼度約150GWd/t,長期運転サイクル)を高速増殖原型炉「もんじゅ」で実証する構想の検討を進めている。2003年度に実施した設計検討時点からODS鋼の材料強度基準案が改訂されたことを踏まえ、その影響を把握するとともに核・熱・燃料設計の成立性に関して改めて確認した。ODS鋼の材料強度の低下に対応して被覆管強度評価の成立性が確保できるように被覆管肉厚と外径との比を増加させるように燃料仕様を見直した。これに伴って被覆管外径,運転サイクル期間等の炉心・燃料に関する基本仕様を再設定した。なお、本検討では現行の原子炉出力を維持できる127本バンドル炉心案を対象とした。核設計検討では、燃料仕様変更による燃料体積率の低減に伴う影響を受けるものの、最大線出力,燃料反応度等の主要な評価項目について設計目標を満足し、成立性が確保される見通しを確認した。熱・燃料設計では、被覆管強度評価を満足する被覆管最高温度を把握するとともに炉内出力分布を踏まえ、この被覆管最高温度を満足するように冷却材流量配分設計が可能な見通しであることを確認した。
安部 智之; 前田 誠一郎; 中沢 博明
Proceedings of 13th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-13), 0 Pages, 2005/05
新型転換炉(ATR: Advanced Thermal Reactor)原型炉「ふげん」は、平成15年3月に運転を終了した。25年間の運転期間中に、単一の熱中性子炉としては世界最多のMOX燃料を装荷し、世界に先駆けてプルトニウムの本格利用を果たしてきたと言える。このATR燃料の開発と実績について報告する。
前田 誠一郎; 安部 智之; 中沢 博明
Inter'l Conf.Advanced Nuclear Power(GENES4/ANP2003, 8 Pages, 2003/00
新型転換炉(ATR)原型炉「ふげん」の全運転期間において、1体の燃料破損もなく、MOX燃料集合体772体が使用された。これにより、燃料設計、品質管理等を含むJNCのMOX燃料製造技術の妥当性が実証された。実証炉向けに高度化燃料(36本型:38GWd/t)の開発が行われ、「ふげん」における定常照射試験により、FPガス放出、被覆管腐食、燃料棒伸び等の照射挙動が明らかになると共に設計の妥当性が確認された。さらに、試験炉における出力急昇試験、パルス照射試験により、過渡・事故時の照射挙動についても明らかになった。実証炉計画は中止になったものの、水炉MOX燃料の照射挙動データ等はプルサーマル燃料の開発等に貢献した。
小川 宏明; 河西 敏; 玉井 広史; 川島 寿人; 上杉 喜彦*; 山内 俊彦; 森 雅博; 三浦 幸俊; 鈴木 紀男; 仙石 盛夫; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 59(11), p.3962 - 3976, 1990/11
被引用回数：4 パーセンタイル：46.26(Physics, Multidisciplinary)分光的手法を用いてJFT-2MのHモード中の不純物の挙動の研究を行なった。Edge-Localized Modes(ELMs)が発生しないHモードでは、高電離イオンのスペクトル線の発光強度が時間とともに増加するのに対し低電離イオンのスペクトル線の発光強度はHモード遷移直後に減少し、その後時間的に一定値となる。また、鉄イオン密度の空間分布測定等により、金属不純物ばかりではなく軽元素不純物も、ELMsの発生していないHモード時には、プラズマ中心に集中することが明らかとなった。またELMsの発生したHモード時では、これらの不純物集中が、ELMsの発生とともに低減されることが明らかとなった。
玉井 広史; 小川 俊英; 松本 宏; 小田島 和男; 相川 裕史; 星野 克道; 河西 敏; 河上 知秀; 川島 寿人; 近藤 貴; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 29(10), p.L1911 - L1914, 1990/10
被引用回数：1 パーセンタイル：10.07(Physics, Applied)JFT-2Mトカマクにおけるイオンバーンシュタイン波加熱実験(IBW)の報告である。アンテナ負荷抵抗はプラズマがアンテナに近づくにつれて上昇し、Hモード時は、周辺密度が下がることによって減少した。IBWによる水素イオンの加熱が観測されたが、同時に、スクレイプオフ層の電子加熱も起きており、これは輻射損失の増大をもたらし、この結果、エネルギー閉じ込めは、同一条件における従来型のモード変換加熱に比べ低い値を示した。またHモードプラズマへIBWを入射したところ、きわめて短時間の内に不純物の蓄積が起こり、Hモードプラズマ状態を持続できなかった。
星野 克道; 山本 巧; 川島 寿人; 鈴木 紀男; 上杉 喜彦; 森 雅博; 相川 裕史; 河西 敏; 河上 知秀; 松田 俊明; et al.
Physical Review Letters, 63(7), p.770 - 773, 1989/08
被引用回数：24 パーセンタイル：80.15(Physics, Multidisciplinary)電子サイクロトロン波の周辺加熱のみによりJFT-2MトカマクでHモードが生成した。追加熱パワーのしきい値は120kWと低く、これはJFT-2Mで観測された最小のパワーである。これらの実験事実は、プラズマ中心部の追加加熱パワー無しにHモードが生成されることをはっきりと示し、また、Hモードの機構は、プラズマ周辺部の電子温度上昇に密接に関連していることを示している。
星野 克道; 山本 巧; 川島 寿人; 鈴木 紀男; 上杉 喜彦; 相川 裕史; 河西 敏; 河上 知秀; 松田 俊明; 三浦 幸俊; et al.
JAERI-M 89-038, 7 Pages, 1989/03
電子サイクロトロン加熱(ECH)のみによるJFT-2Mプラズマの周辺加熱でHモード生成を観測した。Hモード遷移のパワーのしきい値は120kWと低く、これはJFT-2Mトカマクで観測された最低のしきい値である。このようなプラズマの周辺加熱のみで、中心部の追加熱パワー無しにこのような低いパワーでHモード遷移が起きることは驚嘆に値する。これらの事実は、Hモードの機構はプラズマのごく周辺部(セパラトリクス近傍)に関係していることを明白に示すものである。
松本 宏; R.J.Goldston*; 船橋 昭昌; 星野 克道; 川島 寿人; 河上 知秀; 前田 彦祐; 的場 徹; 松田 俊明; 三浦 幸俊; et al.
JAERI-M 89-020, 26 Pages, 1989/03
JFT-2MのHモードプラズマにおいて観測される周辺振動現象の特性について明らかにした。ELMは周辺電子密度に大きな影響を与えるが、電子温度への影響は、セパラトリック面の近傍を除くと少ないことが、ECE測定より明らかとなった。ELMの起きる実験的条件、制御方法を明らかにし、まとめた。まず、重水素プラズマ中では、一般にELMは起きにくいが、密度が低くなると起きる。また、重水素プラズマに比べ、水素プラズマ中ではELMは起きやすい。このELMは加熱入力を増すことにより制御できる。またプラズマ電流をたち下げることにより抑制でき、たち上げることにより、ELMを生成できることが明らかにされた。ELMのMHD特性を磁気プローブ信号の解析により明らかにした。
仙石 盛夫; 相川 裕史; 星野 克道; 河西 敏; 河上 知秀; 川島 寿人; 近藤 貴*; 前田 彦祐; 松田 俊明; 松本 宏; et al.
Journal of Nuclear Materials, 162-164, p.667 - 673, 1989/00
被引用回数：4 パーセンタイル：49.15(Materials Science, Multidisciplinary)プラズマ周辺の中性ガス上昇を防ぐためにJFT-2Mにポンプリミターを取り付けた。その結果、実効粒子損失の約12%を排気することが出来、粒子補給率を30%改善することが出来た。又ポンプリミターは密度及び申込み時間の限界値を上昇出来、n
値が34%改善されることが示された。リミターHモードに対しても有効であった。
森 雅博; 鈴木 紀男; 上杉 喜彦; 小川 俊英; 小川 宏明; 大塚 英男; 小田島 和男; 河西 敏; 河上 知秀; 川島 寿人; et al.
Nuclear Fusion, 28(10), p.1892 - 1897, 1988/10
被引用回数：22 パーセンタイル：72.29(Physics, Fluids & Plasmas)核融合炉実験にあたって、最も大きな障壁となっているのが、エネルギー閉じ込め時間が小さいことである。最近、いくつかのトカマク装置において閉じ込め時間が改善されるHモードという現象がみつかった。このモードの欠点は、密度が制御できずに上昇しつづけ、これにともなう幅射損失により、Hモード自体の破壊にいたることである。JFT-2Mでは、密度、幅射損失が時間的に一定で、ほぼ定常状態にある新しい閉じ込め改善モードがみつかったので、報告する。このモードは密度分布等が中心でピークしており、Hモードと異なる。
and T profiles of H-mode JFT-2M plasma山内 俊彦; 小田島 和男; 上杉 喜彦; 相川 裕史; D.Dimock*; 川島 寿人; 河西 敏; 河上 知秀; 前田 彦祐; 松田 俊明; et al.
Physics Letters A, 131(4-5), p.301 - 309, 1988/08
被引用回数：2 パーセンタイル：34.43(Physics, Multidisciplinary)JFT-2MプラズマのHモード遷移が電子温度約0.3KeVのペデェスタルと驚くべき電子密度の急勾配(セパトリックスの内側)の生成という形で生じている。ピークした分布から平坦になった電子密度分布がHモード及びオーミック加熱プラズマに対して内部破壊後に得られている。ホロー分布の密度が低磁場(低q)放電において観測された。これらの現象は分布の(平坦な領域)端における電子エネルギーの輸送の減少した結果(閉じ込めの改善)を示す。
山内 俊彦; 星野 克道; 上杉 喜彦; 相川 裕史; 川島 寿人; 河西 敏; 河上 知秀; 前田 彦祐; 的場 徹; 松田 俊明; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 27(5), p.L924 - L926, 1988/05
被引用回数：1 パーセンタイル：9.68(Physics, Applied)セパラトリックスの内側で電子密度分布に急勾配が、周辺温度にペディスタルが本トカマクHモード相に観測された。ペディスタル上の平坦な領域はHモード遷移の初期に電子密度が最も増加する領域に相当し、その結果ホロー形分布が形成されている。これは輸送障壁によるためであり、それで内部破壊による輸送刺激効果は弱まっている。
松本 宏; 船橋 昭昌; 星野 克道; 川島 寿人; 河上 知秀; 前田 彦祐; 的場 徹; 松田 俊明; 三浦 幸俊; 森 雅博; et al.
JAERI-M 88-033, 15 Pages, 1988/02
JFT-2M装置におけるHモード遷移のための周辺プラズマ条件が調べられた。遷移時の周辺電子温度、電子密度の測定により、一定の加熱条件の下では、電子温度と密度の両方が条件となっており、密度の高い所では、低い温度で遷移することが明らかになった。
