Progress in development and design of the neutral beam injector for JT-60SA

花田 磨砂也; 小島 有志; 田中 豊; 井上 多加志; 渡邊 和弘; 谷口 正樹; 柏木 美恵子; 戸張 博之; 梅田 尚孝; 秋野 昇; et al.

Fusion Engineering and Design, 86(6-8), p.835 - 838, 2011/10

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2011.04.068

JT-60SAにおいては、12基の正イオン中性粒子入射装置(NBI)と1基の負イオンNBIを用いて、合計30MWの重水素原子を100秒間プラズマへ入射することが要求されている。正イオンNBIにおいては、1基あたり1.7MW, 85keVの重水素原子の入射に向けて、既存の正イオンNBIの電源の一部や磁気シールドを改造する設計を進めている。電源に関しては設計をほぼ完了し、改造機器の仕様を決定した。磁気シールドに関しては工学設計をほぼ完了し、今後、製作設計を開始する予定である。500keV, 10MW入射が要求されている負イオンNBIにおいては、同装置の心臓部である負イオン源の開発を強力に進めている。負イオン源内の真空絶縁を改善することによって、負イオン源の耐電圧を従来の400kVから設計電圧である500kVに大幅に改善した。加えて、イオン引き出し面積の約20%を用いたビーム生成実験において、2.8A, 500keVの水素負イオンビーム生成に成功した。本結果は1A以上の負イオンビームを500keV以上のエネルギーまで加速した世界初の成果である。開発に加えて、設計・調達においても、500kV加速電源の改造設計を完了し、2010年度から調達を開始する。

Achievement of 500 keV negative ion beam acceleration on JT-60U negative-ion-based neutral beam injector

小島 有志; 花田 磨砂也; 田中 豊*; 河合 視己人*; 秋野 昇; 椛澤 稔; 小又 将夫; 藻垣 和彦; 薄井 勝富; 佐々木 駿一; et al.

Nuclear Fusion, 51(8), p.083049_1 - 083049_8, 2011/08

https://doi.org/10.1088/0029-5515/51/8/083049

JT-60NNBIの負イオン源は今まで耐電圧性能が低く、入射パワーが制限されていることが大きな問題であった。そこで、負イオン源内の真空絶縁距離を調整し、単段の要求性能を超える各段200kVを保持することに成功した。この結果を踏まえて負イオン源を改良し、従来よりも短いコンディショニング時間で500kVの印加に成功し、設計値である490kVを加速電源の限界である40秒間絶縁破壊することなく保持することにも成功した。そして、1/5のビーム引き出し領域からビーム加速試験を実施し、従来410keVが最高であったビームエネルギーを最高507keVまで上昇させることに成功した。また、486keVのビームでの負イオン電流値は18m離れたカロリーメーターで2.8A(84A/m)が得られた。通常、過度のギャップ長延長はビーム光学の劣化を引き起こすが、今回のギャップ長ではビーム光学の大きな劣化がないことを計算及び実験で確認した。これらの結果はJT-60SAやITERのNBIにおける耐電圧設計に大きく貢献するものである。

軽水炉再処理及びMOX加工技術の国際競争力に関する調査

山村 修*; 湯本 鐐三; 横内 洋二*; 久保 和美*; 田中 康博*

JNC TJ9440 99-019, 106 Pages, 1999/03

JNC-TJ9440-99-019.pdf:4.03MB

軽水炉再処理及びMOX加工技術について、核燃料サイクル開発機構殿(以下「サイクル機構」という)が開発・所有する技術の適切な移転及び施設の活用方策の検討に資するため、これらの技術が国際競争力を持つために必要な諸課題の調査を行うと共に、軽水炉でのプルトニウム利用に関して、主にアジア地域を対象としたマーケットニーズを調査するものであり、次の3項目に分けて調査した。(1)サイクル機構が開発した軽水炉再処理及びMOX加工技術が国際競争力を持つための諸課題(技術的課題以外)の調査(2)軽水炉再処理技術が国際競争力を持つための技術的な課題の調査(3)軽水炉でのプルトニウム利用に関する海外マーケットニーズの調査(1)について、輸出入及び核燃料輸送に関わる法的規制をサーべイし、次いで海外の再処理及びMOX関連企業の取り組み状況の調査、再処理等の事業展開を図る際の基本的要件及び事業化方策の検討、さらに、国際競争力を確保するための課題を整理した。(2)について、国内保有技術を基本として処理能力400tU/年のモデルプラントを設定し、国際競争力の更なる向上を目指した技術的課題を摘出した。課題の摘出の考え方は、コスト低減化および安全性向上を年頭において、1)プロセスの簡素化・装置の小型化、2)廃棄物発生量の低減、3)装置信頼性の向上、4)廃棄物処分の考慮、5)環境対策の考慮、の五つの観点から検討した。(3)について、アジア地域のエネルギー需要と電力事情、原子力発電開発状況などを調査し、原子力発電に伴う使用済燃料の発生量及び蓄積量を検討し、使用済燃料の蓄積プレッシャーから潜在的な再処理需要を推定した。これから韓国、台湾、中国における再処理及びMOX加工施設の導入時期及び規模を予測した。これらの調査・検討に当たって、海外に営業拠点を有する企業(富士電機(株)、日揮(株))の協力を得た。

JT-60U中性粒子入射装置の解体・改造手順

藻垣 和彦; 花田 磨砂也; 河合 視己人; 椛澤 稔; 秋野 昇; 小又 将夫; 薄井 勝富; 大麻 和美; 菊池 勝美; 清水 達夫; et al.

no journal, , 

JT-60Uの次期装置である超電導コイル核融合装置(JT-60SA)において、既存のNBI加熱装置は再使用される。このため、同装置は解体撤去された後、長期保管される。同装置を含むJT-60U装置は平成22年度より本格的に解体撤去されるが、本体室からの物品の搬出ルートの確保を目的に、平成21年11月平成22年1月中にかけて、搬出ルートの中央にある負イオンNBI用高電位テーブル(HVT)を撤去する。撤去対象となるHVTは負イオン源へ電力を供給する電源盤を収納するものであり、4階構造の超大型構造体である。HVTは2-4階の電源収納筐体とその筐体を大地から絶縁し支持する絶縁柱で構成されている。HVTの大きさは長さ13.1m,幅5.6m,高さ10mであり、電源を含めた総重量は約150トンである。コスト削減や工期短縮のために、ソース電源収納用筐体と絶縁柱を含む支持筐体に2分割し、撤去する。HVT内部の電源を含めた収納用筐体の重量は130トンであり、一括撤去のために筐体の構造材であるH鋼を補強するとともに、吊り金具を8か所溶接した。その後、吊り位置を自由に変えることが可能な天秤を用いて仮吊りすることによって、収納用筐体と支持筐体を分割した。分割作業期間中はHVTの転倒防止のため、分割した箇所を専用の仮受け架台で支持しながら作業を進めた。すべての連結ボルトを取り外した後、仮受け架台を外し、除染後に別の建屋に運び出し、残った1階の支持筐体を撤去する。本稿では、超大型構造体であるHVTの放射線管理区域からの搬出について報告する。

J-PARCにおけるCdTe-DSDを用いたミュオンX線による非破壊三次元元素イメージング法の開発

Chiu, I.-H.; 大澤 崇人; 武田 伸一郎*; 桂川 美穂*; 高橋 忠幸*; 渡辺 伸*; 水本 和美*; 齋藤 務*; 久保 謙哉*; 梅垣 いづみ*; et al.

no journal, , 

文化財には、素材の外観を変えずに非破壊で分析する手法が望まれている。文化財にはさまざまな形状やサイズがあり、金属の溶解状態や内部の化学変化を調べるには3次元(3D)元素イメージングが重要と思われる。近年、3232mmという大面積の二次元イメージング検出器(CdTe-DSD)を開発され、軽元素の3D可視化をすることが可能となった。本研究では、4台CdTe-DSDを統合した新型CTスキャンシステムを用いて、四谷一丁目跡から出土した小型るつぼの元素3次元イメージングを行った。本報告は、これまでの研究成果とこれからの計画を紹介する。