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平塚 一; 木津 要; 市毛 尚志; 本田 正男; 岩橋 孝明*; 佐々木 昇*; 宮 直之; 細金 延幸; 小田 泰嗣*; 吉田 和人*
プラズマ・核融合学会誌, 76(11), p.1189 - 1197, 2000/11
JT-60Uでは、高密度プラズマの長時間保持を目的として、直線型加速方式、エクスツルーダー型生成方式を用いた遠心加速方式ペレット入射装置を開発した。この方式は、低温状態での重水素ガスペレット化制御、ペレットが発生するアブレーションガスの対策、射出方向の安定化、衝突対策等が重要である。そのため、ペレット生成中の観察が行えるようにしたうえで、固体燃料供給管等の冷却強化、排気口の設置による発生ガスの排気、遠心加速部分からの飛び出し防止及び飛行過程での衝突破損防止等の工夫・開発を行った。その結果、固い透明な重水素の氷の生成を観察でき、2.1mmの立方体(キュービック)のペレットを的確に切断・装填し、加速・射出することができた。以上により、ペレット射出速度410m/sにおいて、周波数5Hzで7s間、周波数10Hzで3.5s間の連続射出に成功した。本論文は、装置の原理、構造、試験結果等について報告する。
中平 昌隆; 岡 潔; 田口 浩*; 伊藤 彰*; 深津 誠一*; 小田 泰嗣*; 梶浦 宗次*; 山崎 誠一郎*; 青山 和夫*
プラズマ・核融合学会誌, 73(1), p.54 - 68, 1997/01
核融合炉炉内機器の遠隔保守では、ブランケット・モジュール及びダイバータ・カセットの保守・交換に伴い、厚板及び冷却配管の溶接、切断及び溶接部検査、炉内機器及び遠隔機器輸送時の放射化物飛散を防止するための二重シール扉などが要求され、遠隔操作に対応したこれらのツール/機器の開発が急務である。本件は、国際熱核融合実験炉(ITER)におけるダイバータ及びブランケット等の炉内機器の保守に関して、主に日本ホームチームが分担して設計・開発を進めてきたこれらの遠隔保守ツール/機器の現状と今後の計画について述べる。
長谷川 浩一; 河西 敏; 鈴木 貞明; 小田 泰嗣*
JAERI-M 92-170, 18 Pages, 1992/11
核融合の研究では、プラズマの内部領域に粒子を効率よく補給する研究が進められていて、固体水素ペレットを高速でプラズマに入射する方法が注目されるようになってきた。ペレットの入射技術の開発と共に、射出されたペレットの速度、質量、形状、などを正確に測定する技術の開発も重要な課題である。本報告書では、高速で繰り返し射出されたペレットの形状を観測するのに優れている影絵(シャドーグラフ)の撮影法とその観測結果についてまとめた。高輝度パルス光源とビデオ・カメラを組み合わせた撮影方法により1~5Hz間隔で射出されるペレットを、100%に近い確率で撮影することができた。
河西 敏; 長谷川 浩一; 小田 泰嗣*; 小野塚 正紀*; 鈴木 貞明; 三浦 幸俊; 辻村 誠一*
JAERI-M 92-143, 40 Pages, 1992/09
核融合実験装置のプラズマへの粒子入射法の一つとして研究開発が進められている固体水素(重水素)ペレット入射技術に関して、繰り返してペレットを射出できるニューマチック式ペレット入射装置の開発を行った。今までに冷却器の温度、押出し用ピストンの速度、加速ガス圧力等を調整、制御することにより、2~3.3Hzで速度と質量のそろったペレットを繰り返し射出することができた。また、最大1.7km/sの速度を得ることができた。
長谷川 浩一; 河西 敏; 三浦 幸俊; 鈴木 貞明; 小田 泰嗣*; 小野塚 正紀*; 下村 知義*
NIFS-MEMO-3, p.99 - 102, 1991/07
プラズマへの粒子補給を高速で数多くの固体水素ペレットで行い、プラズマ密度の分布をより精密に制御して、閉じ込め特性の向上を図るため、高速・多発ペレット入射装置の開発を進めている。この装置は、昭和63年度に製作した多発化開発用試験装置と組み合わせて、ペレットを加速する加速ガスを高温・高圧にしてペレットの高速化を図る装置である。固体水素の生成は、液体ヘリウムを冷媒とした3台の冷却器で水素ガスを冷却して行う。生成した固体水素を冷却器に内蔵したピストンにより、ノズルから押し出し、それをパンチ式切断器でペレットに切断して、2個の射出弁で交互に100ms間隔で射出する。射出したペレットの速度・質量・飛行状態などを測定して、装置の性能を確認している。研究会では、この開発試験の結果等について報告する。
鈴木 優; 櫻井 真治; 芝間 祐介; 松川 誠; 玉井 広史; 小田 泰嗣*; 清水 克佑*
no journal, ,
NCTでは高ベータプラズマのMHD安定性及び垂直位置安定性向上のため、真空容器内のプラズマ直近に安定化板を設置する。そのため、安定化板にはディスラプション等の電磁力に対する十分な強度とプラズマ入熱に対する除熱性能を有した設計が要求される。同時に、運転中やベーキング時の熱伸びを吸収し、容器内コイルや冷却配管等との空間取り合いを考慮した配置設計が必要となる。これらの設計条件を考慮して、安定化板の構造検討を行った。安定化板は、構造強度と一周抵抗確保の両面から、内外壁の板厚を10mmとした二重壁構造を採用した。安定化板の支持構造には、運転中のプラズマ対向面を300
C程度に保持する高温運転条件下での熱変位吸収に有利なクランク支持方式を採用した。クランク支持部の形状・寸法は、プラズマ電流5MAにおける移動ディスラプションと想定されるハロー電流電磁力を考慮して決定した。これによって、真空容器からトラス等の支持脚を設ける従来の支持方式に比べ、空間取り合い及び組立性の観点からも有利な構造となった。さらに、窒素ガスを二重壁間の伝熱媒体とする高温壁運転の採用により、従来の水冷却,窒素ガスベーキング方式に対し、加熱・冷却システムの簡素化が図れた。これらの検討の結果、NCTの運転条件を満足するプラズマ安定化板の構造を設計することができた。
下地 邦幸*; 早船 浩樹; 小田 泰嗣*; 小竹 庄司*
no journal, ,
JSFRの冷却系設備では、設備,配置の合理化等を狙って1次主循環ポンプを中間熱交換器へ組み込む革新技術を取り入れた、ポンプ組込型中間熱交換器の導入を検討している。FaCTプロジェクトで進めている本革新技術について、これまでの採否評価結果を報告する。
徳永 翔; 中村 剛実; 菊地 将宣; 野口 浩徳*; 小田 泰嗣*
no journal, ,
CNS系全体を含む高性能減速材容器の水素流動解析手法を検討するため、RELAP5/MOD3.2による容器を含む系全体の管路網解析及び概念設計で考慮されていなかった物理モデルを追加したANSYS-FLUENTによる減速材容器部CFD解析を組み合わせて評価した。計算結果の妥当性については、現在の水筒型容器における原子炉外作動試験の結果と良く一致した数土の式を用いて比較検討した。
菊地 将宣; 中村 剛実; 徳永 翔; 小田 泰嗣*
no journal, ,
基本設計を行っている減速材容器(A6061材)の構造強度については、高速中性子の照射環境下ではA6061材の伸びが減少することから、発生応力に対して弾性範囲内に収めることが重要である。概念設計からの形状変更として製作性を考慮し、容器内面に対して構造の不連続部を無くすためフィレットを設け、平板部を肉厚補強及び低応力部をテーパーで削除した容器形状を検討している。また、外側容器及び内側容器を分割溶接とし、溶接位置は最大応力から離した位置で設定する。その有効性を検証するため、最大圧力で塑性変形の有無を確認する。また、新規容器は船底型の薄肉特殊形状であることから、発電用原子力設備規格設計・建設規格(JSME)等の構造規格が適用できないため、高圧ガス保安法に準拠するよう設計を検討している。そのため、高圧ガス保安法に要求されている4倍耐圧について、これに耐えうる設計であることを確認する。
