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高橋 幸司; 梶原 健; 岡崎 行男*; 小田 靖久; 坂本 慶司; 大森 俊道*; Henderson, M.*
Fusion Engineering and Design, 86(6-8), p.982 - 986, 2011/10
被引用回数：7 パーセンタイル：48.91(Nuclear Science & Technology)ITERの物理性能最適化のために、水平ランチャーの3つのビーム束のうち一つを逆方向電流駆動を行うためにひっくり返す設計改良を行った。同時に、ランチャーからのビームパワーをプラズマ中心で効率よく結合する改良として、上下にあるビーム束の入射角度をそれぞれ5度ずつ傾ける設計とした。さらに、ランチャー先端の遮蔽ブランケットの開口サイズも遮蔽性能を維持するための最適化を行った。その結果、ビームパワーの伝送効率低下は0.3%程度であることが判明した。また、ランチャーの可動ミラーについては、設計信頼性,製作性,保守性を考慮し、遮蔽ブロックと一体化した設計とした。
坂本 慶司; 春日井 敦; 恒岡 まさき; 池田 幸治; 今井 剛; 假家 強*; 林 健一*; 満仲 義加*; 平田 洋介*; 岡崎 行男*; et al.
Proceedings of 17th IEEE/NPSS Symposium Fusion Engineering (SOFE'97), 1, p.441 - 444, 1998/00
ITER等の次期核融合装置において、プラズマの加熱や定常化に必要とされている電子サイクロトロン加熱・電流駆動(ECH/ECCD)の高周波発振源として、ITER/EDA,R&D Taskの元に170GHz,1MW,定常動作(cw)を目標としたジャイロトロン開発と伝送系の開発を行っている。特に、ジャイロトロン開発においては発振部における空洞共振器と高周波を取り出す真空窓の開発が需要で、そこでの熱負荷を抑制すべく高次モード(TE31,8)の発振特性の解明や窓における発熱の指標となる誘電損率(tan
)の低いCVDダイアモンドでの真空窓開発が進行中である。それらの結果を基に、CVDダイアモンド窓を搭載した170GHz,1MWレベル、長パルスジャイロトロンを製作した。また、HE11モードを伝送させるコルゲート導波管や偏波変換をするコーナー導波管等のコンポーネントを用いて伝送系を組み、長距離伝送の実証や伝送モードの純度や伝送損失の測定を行って改良点をなどを見出し、今後の伝送系設計に役立てる。講演では、進行中の170GHzジャイロトロン開発を中心に発表する。
坂本 慶司; 春日井 敦; 恒岡 まさき; 高橋 幸司; 池田 幸治; 今井 剛; 假家 強*; 林 健一*; 満仲 義加*; 平田 洋介*; et al.
22nd International Conference on Infrared and Millimeter Waves Conference Digest, p.106 - 107, 1997/00
原研におけるITER用170GHzジャイロトロンの開発の現状を報告する。このジャイロトロンは、ITER/EDAのR&D項目として開発を行っているもので、発振モードは1MW出力に対応したTE31,8体積モードを採用し、出力窓として耐熱衝撃に優れたチッ化珪素を採用している。これまでの実験で、0.4ミリの短パルス実験で出力750kW(効率22%)を得た後、エネルギー回収実験を行い500kW/36%/50ミリ秒また、470kW/40%/50ミリ秒を得た。さらに長パルス化運転を行い、出力175kWながら電源要領の限界である10秒出力を達成した。出力エネルギーとして、170GHzでは世界最高の1.75MJを得た。最大出力はウインドウの高周波損失による温度上昇で制限されており、今後1MW、長パルス運転を行うためにより低損失のウインドウ材料を用いて開発を行う予定である。
坂本 慶司; 恒岡 まさき; 春日井 敦; 高橋 幸司; 前原 直; 今井 剛; 假家 強*; 岡崎 行男*; 林 健一*; 満仲 義加*; et al.
Fusion Technology 1994, 0, p.501 - 504, 1995/00
大電力ミリ波源であるジャイロトロンの効率向上を計るため、相互作用(ミリ波発振)を終えた電子ビームのエネルギーを回収するジャイロトロンを設計製作し、実験を行った。これは、ジャイロトロンのミリ波発振部と電子ビームを吸収するコレクタ部の間に電子ビームを減速する静電圧を印加し、その電子ビームが失ったエネルギーを電源部に回収するものである。その結果、出力610kW(周波数110GHz)において、ジャイロトロン単独での効率30%を50%に向上させることに成功した。さらに出力350kWにおいて長パルス化実験を行い、5秒までの安定な発振を確認した。また同時にコレクタの熱負荷の大幅な低減(約1/3)、エージング時間の短縮化、電源の低容量化及びその簡素化等が実証された。これらの成果は、核融合プラズマの生成加熱、電流駆動のための電子サイクロトロン共鳴加熱システムの低コスト化に直結するものである。
春日井 敦; 坂本 慶司; 恒岡 まさき; 高橋 幸司; 前原 直; 今井 剛; 假家 強*; 岡崎 行男*; 林 健一*; 満仲 義加*; et al.
Int. Electron Devices Meeting 1994, 0, p.9.1.1 - 9.1.4, 1994/00
コレクター電位降下を用いた高出力、長パルスジャイロトロンの開発を行った。ジャイロトロンは、電子ビームと空胴電界との相互作用により電磁波を発生させる電子管である。ここで開発したジャイロトロンは、相互作用を終えた電子ビームを静電的に減速させ、このエネルギーを電源に回収する。これによりジャイロトロンの総合効率を大幅に改善できる。またさらに、コレクターに入射する電子ビームのエネルギーが小さいことから、コレクターでの熱負荷を軽減でき、長パルスが可能となった。実験では、パルス幅50msecで出力610kWでエネルギー回収を行い、従来の30%台から50%まで効率が向上した。さらに長パルス実験により、350kW-5秒、効率48%を達成し、100GHz帯ジャイロトロンでは、世界最大の1.75MJの出力エネルギーを得た。
吉村 公孝*; 岡崎 幸司*; 大里 和己*; 中嶋 智*; 大澤 健二*; 藪内 聡; 山中 義彰; 茂田 直孝
no journal, ,
陸域から海域にかけて連続的に地下深部までの地質環境に関する情報を得る物理探査手法については、適用可能な既存技術のみでは得られる情報が十分ではないため、陸域あるいは海域で適用可能な手法の組合せなどにより、必要な質・量の情報を取得できるよう技術の高度化を図る必要がある。このため、このような沿岸域を対象とした物理探査手法の高度化を目的として、北海道幌延町で陸域から海域にかけて連続した電磁法探査の適用試験を実施した。適用試験の結果、得られた比抵抗構造から陸域から海域に渡る褶曲構造を推定することができた。また、海岸線付近から陸域にかけての深度1km以浅に認められる高比抵抗部分は、塩分濃度が異なる地下水の分布を示唆するものと考えられる。このように沿岸域における地質構造や地下水性状に関する情報を得ることができ、沿岸域における地質環境調査技術としての本電磁法探査技術の有効性を示すことができた。
春日井 敦; 梶原 健; 小田 靖久; 高橋 幸司; 林 一生; 岡崎 行男*; 坂本 慶司
no journal, ,
原子力機構では、ITERジャイロトロンの開発目標値である、周波数170GHHz,出力1MW,動作時間500秒,効率50パーセントを既に達成した。次の開発の目標は(1)信頼性が高く,(2)さらに高出力可能,(3)高周波数の変調動作が可能,(4)2周波数発振可能な先進ジャイロトロンの開発である。信頼性では、0.8MW-400秒の30分ごとの繰り返し動作10回に成功した。変調動作では新しく導入したボディ電源により、300Hz-5分の変調動作に成功した。高出力化ではTE31,11に高次モード化したジャイロトロンを製作し試験を開始したところである。2周波数化については、TE31,11高次モードジャイロトロンをTE25,9のモードで137GHzも発振できるように設計し、1msの短パルスではともに1MWの発振を確認できている。
吉村 公孝*; 岡崎 幸司*; 大里 和己*; 大澤 健二*; 山岡 昌信*; 中嶋 智*; 茂田 直孝; 藪内 聡; 山中 義彰*
no journal, ,
北海道幌延町において、陸域から海域にわたる沿岸域に存在する断層などを調査対象とした調査技術の体系化のため、電磁法探査の高度化試験を実施した。試験の結果、沿岸域深部の2次元比抵抗分布を得ることができ、沿岸域において電磁探査が実施できることを示した。得られた比抵抗分布から、陸域から海域にかけての褶曲構造や断層構造さらには地下浅部の地下水の塩分濃度分布に関係すると考えられる情報が得られた。一方、既往の調査で存在が示唆されている沿岸域に分布する断層のうち、比抵抗分布から把握することが困難なものもあった。これについては、3次元探査・解析を適切に実施することにより得られる比抵抗分布の精度向上が期待でき、断層構造を推定できる可能性があると考えられる。
大里 和己*; 山岡 昌信*; 中嶋 智*; 吉村 公孝*; 岡崎 幸司*; 茂田 直孝; 藪内 聡; 山中 義彰*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する研究開発において、沿岸域に適用可能な地質環境調査技術の整備は重要である。広域かつ地下深部までを対象とした地質環境調査技術の一つである電磁法探査については、国内の沿岸域を対象として本格的な調査が実施された例がない。このため、電磁法探査技術の高度化開発を進めており、今回、これまでに開発してきた電磁法探査技術の適用試験を北海道幌延町の沿岸域において実施した。本試験の結果、海域から陸域にかけて連続する範囲の2次元及び3次元比抵抗分布を得ることができ、我が国の沿岸域において電磁探査が実施できることを示した。また、2次元比抵抗分布から、反射法地震探査断面図や海底地質構造図などの既存データと対比して地質構造の解釈を行った。その結果、海域から陸域にかけての背斜構造が確認できた一方、地層境界や推定される断層の位置を比抵抗の違いとして把握することはできなかった。電磁法探査の高度化開発における今後の課題として、海域用受信器の構造強化や海域測定データの品質向上、3次元解析の精度向上などが挙げられる。
坂下 晋*; 小西 千里*; 吉村 公孝*; 岡崎 幸司*; 茂田 直孝; 藪内 聡; 山中 義彰*
no journal, ,
広域にわたる地下水の塩分濃度の分布を把握できる手法として、北海道幌延町の沿岸域で実施した電磁法探査で得られた2次元比抵抗分布から、間隙水の等価NaCl濃度を求める手法の適用性を検討した。等価NaCl濃度の算出においては、地下の電気伝導度は相対的に伝導度の高い間隙水の電気伝導度に大きく支配されると考えられることから、これを表現したアーチーの式に従うものと仮定し、各地層における間隙率の深度変化を考慮した。広域かつ地下深部までの比抵抗データ及び海岸線周辺の浅い深度までの比抵抗データを用いて、等価NaCl濃度分布をそれぞれ求めた。後者では、深度40mから80m付近に等価NaCl濃度の高い部分が認められ、近傍の海岸付近で実施したボーリング調査で得たコア間隙水の電気伝導度及び水質分析結果とよい整合が認められた。一方で、前者の等価NaCl濃度においては、海水より大きな濃度を示す部分や、深部において濃度の小さい部分が見られた。これらの領域においては、等価NaCl濃度の算出に用いた考え方(アーチーの式の適用)やパラメータの設定が適切ではない可能性が考えられる。
高橋 幸司; 梶原 健; 小田 靖久; 岡崎 行男*; 小林 則幸*; 坂本 慶司
no journal, ,
日本(原子力機構)が調達予定のITER水平ポートECランチャーについて、信頼性向上,システムの簡素化,コスト低減を目的としてミリ波伝送系やポートプラグ構造などを改良した。また、ITERにおけるプラズマ実験の幅を拡げることを目的として、逆方向電流駆動やプラズマ中心により多くのミリ波パワーを入射するための設計変更を進め、かつ、中性子遮蔽や電磁力低減を目的とした解析評価も実施し、ランチャーのベースライン設計を確立した。本論文では、そのベースライン設計と今後の課題について述べる。
