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山岸 功; 永石 隆二; 加藤 千明; 森田 圭介; 寺田 敦彦; 上地 優; 日野 竜太郎; 佐藤 博之; 西原 健司; 津幡 靖宏; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 51(7-8), p.1044 - 1053, 2014/07
被引用回数：19 パーセンタイル：78.38(Nuclear Science & Technology)福島第一原子力発電所の放射性塩水の処理で発生した使用済ゼオライト吸着塔の安全保管を目的として、ゼオライト系吸着材Herscheliteの基礎特性を研究し、水素発生及び容器の塩分腐食を評価した。Herschelite試料の水素発生量は、試料の水位と溶存種に依存する。これは、発生した水素が、水面へ拡散移動する過程で、ラジカルにより酸化されるためである。このような水の液深効果を考慮して、海水あるいは純水に浸かったHerscheliteからの水素発生率を評価した。これら基礎特性データを用いて、基準となる崩壊熱504Wの吸着塔内の水素濃度を熱流動解析した。その結果、塔内に残留する洗浄水の有無に係わらず、水素濃度は爆発下限界(4%)に至らないと評価された。吸着塔容器材料であるステンレス鋼SUS316Lの定常腐食電位は、吸収線量率とともに増加したが、Herscheliteを共存させることで増加が抑制された。崩壊熱504Wの吸着塔底部の環境は750Gy/h-60
C以下と評価され、20,000ppmCl
濃度以下では、Herscheliteと接触した316L鋼の局部腐食は直ちに発生しないと考えられる。
本島 修*; 山田 弘司*; 小森 彰夫*; 大藪 修義*; 武藤 敬*; 金子 修*; 川端 一男*; 三戸 利行*; 居田 克巳*; 今川 信作*; et al.
Nuclear Fusion, 47(10), p.S668 - S676, 2007/10
被引用回数：34 パーセンタイル：73.71(Physics, Fluids & Plasmas)大型ヘリカル装置(LHD)では、加熱パワーの増大及び粒子の排気/供給能力の向上に加え、革新的な運転シナリオの発見により、無電流ヘリオトロンプラズマの性能を改善することに成功した。その結果、特に、高密度,長時間運転,高ベータに関して運転領域を拡大することに成功した。LHDにおける多様な研究の結果、無電流ヘリオトロンプラズマの特長が明らかになった。特に、ローカルアイランドダイバータによる排気とペレット入射によるプラズマ中心部への粒子供給を組合せることにより内部拡散障壁(IDB)を形成し、5
10
m
という超高密度のプラズマが得られた。4.5%の体積平均ベータ値や、54分間の放電時間(総入力エネルギー: 1.6GJ、平均入力パワー: 490kW)を達成することにも成功した。本論文では、IDB, 高ベータプラズマ, 長時間運転に関する最近2年間の成果を概括する。
本島 修*; 山田 弘司*; 小森 彰夫*; 大藪 修義*; 金子 修*; 川端 一男*; 三戸 利行*; 武藤 敬*; 居田 克巳*; 今川 信作*; et al.
Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 12 Pages, 2007/03
大型ヘリカル装置(LHD)では、加熱パワーの増大及び粒子の排気/供給能力の向上と併せ、無電流ヘリオトロンプラズマの革新的な運転シナリオの開発を行った。その結果、高密度,長時間運転,高ベータに関して運転領域を拡大することに成功した。LHDにおける多様な研究の結果、無電流ヘリオトロンプラズマの特長が明らかになった。特に、ローカルアイランドダイバータによる排気とペレット入射によるプラズマ中心部への粒子供給を組合せることにより内部拡散障壁(IDB)を形成し、
mという超高密度のプラズマが得られた。この結果は魅力的な超高密度核融合炉へ道を開くものである。また、4.5%の体積平均ベータ値や、54分間(総入力エネルギー: 1.6GJ,平均パワー: 490kW)の放電維持時間を得ることにも成功した。本論文では、IDB,高ベータプラズマ,長時間運転に関する最近2年間の成果を概括する。
三島 嘉一郎*; 日引 俊*; 斉藤 眞弘*; 山本 靖*; 森山 清史; 杉本 純
Proc. of Int. Seminar on Vapor Explosions and Explosive Eruptions, p.101 - 109, 1997/00
本研究の目的は、水蒸気爆発の粗混合過程を調べるため、水中に落下させた溶融金属のふるまいを中性子ラジオグラフィー法により可視化することである。この目的のため、高フレーム中性子ラジオグラフィー法を用いた、高感度、高速イメージシステムを製作した。実験装置は、るつぼとテスト部より構成され、るつぼは溶融金属を650Cまで加熱可能である。テスト部に重水を満たし、溶融金属(ウッズメタル)を重水中に落下させた。高フレーム中性子ラジオグラフィー法により、重水中の溶融金属ジェットのブレークアップや塊り挙動を観察した。その結果、液体、蒸気ないし空気泡、溶融金属ジェットのブレークアップないし液滴、微粒化後の溶融金属小球の密集部などを識別できることを明らかにした。実験後に溶融金属デブリを収集し、ブレークアップ挙動とデブリ球の径と形状の関連について調べた。
後藤 忠*; 植竹 満*; 名雲 靖*; 中沢 学*; 床井 博見*; 斉藤 義則*; 小沢 一雅*
PNC TJ9124 97-009, 150 Pages, 1996/12
Na燃焼反応生成物の化学組成に及ぼす気流と湿分の影響を評価するため、気流影響実験と、湿分影響実験が可能なNa漏えい燃焼実験装置を使用し、500
のNaを100
200cc用いて最大湿分濃度5モル%、燃焼面への最大気流速度2.5m/Sの大気条件でNa燃焼実験を実施した。燃焼中の反応生成物を液化Ar中で急速固化し、大気に触れることなく、その化学組成を化学分析とX線回析で評価して以下の結論を得た。(1)Naプール燃焼実験時の燃焼皿内にはNa2Oが燃焼時間の経過と共に増加して燃焼末期まで主成分となるが、燃焼後期においてはNa2O2が漸増する。(2)大気に放出されるエアロゾルはNa2Oを微量含有するが、主成分はNa2O2であり、大気中の湿分を吸収してNaOHを生成する。(3)燃焼皿内の反応生成物の化学組成には湿分の影響は顕著でないが、エアロゾル組成には湿分の増加と共にNaOHやNa2CO3が顕著に増加する。(4)燃焼皿内の燃焼反応生成物及びエアロゾルの化学組成に及ぼす気流の影響は顕著でない。(5)燃焼反応生成物の化学組成はプール燃焼、液滴燃焼(落下高さ550mm)の燃焼形態に大きく依存しない。
横倉 賢治; 春日井 敦; 坂本 慶司; 高橋 幸司; 恒岡 まさき; 山本 巧; 今井 剛; 永島 孝; 斉藤 靖*; 伊藤 孝治*; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 71(8), p.760 - 771, 1995/08
開発を実施した本ECH用高周波真空窓は、110GHz、HE11モード、1MWクラスの大電力長パルス用で、汎用型の小型クライオ冷凍機を用いて、遠隔操作性に優れた絶対温度~11Kに冷却した窓である。使用したディスク材料は、極低温下で優れた熱伝導率、誘電体損失率を有する人造サファイアを用い、400kW、パルス幅1秒および100kWパルス幅5.4秒で極めて安定な伝送結果が得られた。また、高周波伝送電力(≦400kW)に対する発熱電力率は、13~25Kの温度領域において約0.04%で、極低温冷却に伴うディスクへのガス凝縮は、温度制御と短時間の脱ガス操作で解決できることを確認、~1MW級用真空窓として実用化への指針が得られた。尚、極低温下(13~100K)で人造サファイアディスクを使用して、400kW大電力、長パルス伝送の成功は世界でもはじめての実績である。
春日井 敦; 横倉 賢治; 坂本 慶司; 恒岡 まさき; 山本 巧; 今井 剛; 斉藤 靖*; 伊藤 孝治*; 吉行 健*; 海老沢 克之*
Proceedings of the 19th International Conference on Infrared and Millimeter Waves, 0, p.295 - 296, 1994/00
ITERあるいは大型装置工学R&Dとして、原研では1MW-CWの100GHz帯、高周波伝送のための真空窓開発を進めている。その第一段階として、サファイアのシングルディスクを使用した、110GHzの極低温型真空窓(クライオ窓)を製作し、実験を行った。サファイアは、極低温(~30K)において、高周波による誘電体損失が低く、熱伝導率が高い特長を持つ。この特長を利用するため、汎用小型冷凍機を用い窓を冷却している。高出力の伝送実験では、原研で開発したジャイロトロンを使用している。現在までに、出力約400kW、パルス幅1秒の伝送を、実験的に確認している。
万木 正弘*; 斉藤 裕司*; 堀江 芳博*; 藤原 靖*
PNC TJ1449 92-006, 121 Pages, 1992/02
コンクリートは放射性廃棄物の処分において、固化体、緩衝材及びシール材等としての利用が検討されている。本研究は、このような使用条件下におけるコンクリートの長期変質挙動の予測手法の調査を目的として1987年に開始した。昨年までに、コンクリートの長期変質挙動に関する文献調査と、既設構造物から採取したコンクリート試料の変質状態の調査を行ってきた。本年度は、これまでの調査に準拠して、文献調査を継続するとともに、比較的古い既設構造物から採取したコンクリート試料についてその変質状態を調査した。構造物は1956年に建設された(35年経過)東京湾近くにある火力発電所の施設である。また、塩素イオン、重炭酸イオン又は硫酸イオンに晒されるセメント混合物の変質速度や反応の最終物質を調査するための室内実験を開始した。結果をまとめると以下のとおりである。(1)変質挙動の予測手法に関連する文献について・コンクリートの炭酸化のメカニズムや硫酸塩による劣化を検討した文献が収集されたが、コンクリートの長期変質挙動の予測手法や変質の速度に関して直接的に有益な資料は少なかった。(2)実構造物から採取したコアの変質程度について・土との接触部付近のコンクリートは炭酸化による変質が認められ、CaO/SiO/SUB2モル比が内部のコンクリートに比べて減少していた。(3)コンクリートの変質に関する室内試験について・NaCl、NaHCO/SUB3及びNa/SUB2/SO/SUB4の各種溶液中に3ヶ月浸漬した粉砕試料において、すでに変質が開始していることが確認された。
山本 巧; 恒岡 まさき; 坂本 慶司; 木村 晴行; 永島 孝; 真木 紘一*; 斉藤 靖*; 大野 忠男*; 伊藤 保之*
JAERI-M 91-194, 41 Pages, 1991/11
FERのための電子サイクロトロン波システムの物理的仕様と技術的な可能性を検討して、概念設計を行った。プラズマ中心の高電力密度電子加熱及びプラズマ電流立ち上げの高性能化として、20MW、140GHzの電子サイクロトロン波システムを検討した。また、ITERの電子サイクロトロン波システムの概念設計に対する日本の貢献について述べる。
木村 晴行; 三枝 幹雄; 斉藤 靖*; 新井 宏之*; 永島 孝; 藤井 常幸; 大野 忠雄*; 佐野 圭吾*; 福山 淳*; 山極 満; et al.
JAERI-M 91-094, 89 Pages, 1991/06
FERのためのイオンサイクロトロン波(ICW)システムの概念設計とITERのICWシステムの概念設計に対する日本の貢献についてまとめる。物理解析の結果、ICWシステムは中心イオン加熱及び燃焼制御に適していることが示される。結合系の特徴はポート内プラグイン方式リッジ導波管給電型54ループアレイを採用していることである。結合系の全体構造は放射線シールド、冷却、真空排気、トリチウム安全性及び遠隔保守との整合性を考慮して決められている。ランチャーはHモードプラズマを仮定して20MWの入射能力を有する。リッジ導波管の形状は有限要素法によって最適化されている。ファラディシールドの熱解析によりその保護タイルの材料としてベリリウムのような導電性の良い低Z材が適していることが示される。ITER/FERのICWシステムに対するR&D計画が示される。
小原 祥裕; 田中 茂; 秋場 真人; 荒木 政則; 藤沢 登; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 真木 紘一*; 水野 誠; 奥村 義和; et al.
JAERI-M 91-052, 176 Pages, 1991/03
ITER共通設計基準に基づいた中性粒子ビーム入射システム(NBS)の日本概念設計案について述べる。本システムは、1.3MeVで75MWの重水素中性粒子ビームを入射するものであり、プラズマ加熱の他電流駆動や電流分布制御にも用いられる。本システムは9ユニットより成り、各ユニット当り最大1.3MeV、10MWのビームを入射する設計としている。本設計で最も重要な点は、原研での実験結果に基づいて、低運転ガス圧で高い負イオン電流密度を得ることができるセシウム導入型体積生成負イオン源を採用していることである。本イオン源の採用により、NBIシステムの効率を改善すると共に、ITER共通設計基準を満足するコンパクトなNBIを設計することができた。
田中 茂; 小原 祥裕; 秋場 真人; 荒木 政則; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 水野 誠; 奥村 義和; 関 昌弘; 渡邊 和弘; et al.
Fusion Engineering and Design, 18, p.507 - 515, 1991/00
被引用回数：2 パーセンタイル：31.89(Nuclear Science & Technology)ITER用粒子入射装置の保守、修理に関する概念およびシナリオを提案した。本提案の主な特徴は、以下の通りである。1)1台当り数百トンになる粒子入射装置の重量を支持するため、コンクリート製支持構造を採用。2)天井クレーンの負荷を下げ、保守分解を容易にするために、各粒子入射装置をイオン源ユニットとビームラインユニットに分割可能とした。3)イオン源ユニットは、頻繁な保守を必要とするので、レールシステムにより個別移動が可能。4)放射化物の飛散による汚染を防止するため、二重ドアシステムを採用。5)レーザ溶接/切断や形状記憶合金を接合/分離に利用。6)故障発生時は、当該ユニットを別室のホットセルに移動し、遠隔操作で修理する。以上のような基本概念に基づき、イオン源ユニットの分解/組立、ビームラインユニットの分解/組立の4通りの場合について、シナリオを決定した。
井上 多加志; 秋場 真人; 荒木 政則; 花田 磨砂也; 真木 紘一*; 水野 誠; 奥村 義和; 小原 祥裕; 関 昌弘; 田中 茂; et al.
Fusion Engineering and Design, 18, p.369 - 376, 1991/00
被引用回数：3 パーセンタイル：40.8(Nuclear Science & Technology)ニュートロニクスの観点から、ITER用中性粒子入射加熱装置の設計概念が考察される。高パワー中性粒子ビームを炉心プラズマ入射するため、ITER本体と中性粒子入射装置は、大きな開口をもったポートとドリフト管で接続されており、これを通して炉心プラズマから中性粒子入射装置へ、高流束の中性子がストリーミングする。中性粒子入射装置内のニュートロニクス諸量を2次元中性子輸送・放射化計算によって得た。その結果、ビームライン機器は10
~10
n/cm
sの高い中性子束に曝されること、中性粒子入射装置室の誘導放射能は運転停止後1日で10
Ci/cm
以下となることが判明した。
小林 則幸; 木村 晴行; 三枝 幹雄; 藤井 常幸; 池田 佳隆; 斉藤 靖*
Fusion Engineering and Design, 12(4), p.481 - 491, 1990/07
被引用回数：3 パーセンタイル：40.4(Nuclear Science & Technology)JT-60ICRF加熱装置では効率良くアンテナのインピーダンス整合を得るため、高周波入射中にスタブを動かしインピーダンス整合点、すなわち反射電力極小点を検出した後スタブを設定する。このためコンタクトフィンガのような機械的接触は不適当であり、無接触で高周波を短絡できるチョークプランジャを使わねばならない。しかしながらICRFアンテナでの反射が非常に大きく結合系内の定在波電力は約40MWに達することが予測されたため、大電力かつ10秒間の運転に耐えることのできるチョークスタブの開発が必要となった。本論文ではチョークプランジャの設計方法、特に高周波特性の評価方法と実際に製作したチョークプランジャについての測定結果、及び耐電力試験結果とインピーダンス整合性能について報告する。
飯田 浩正; 小林 武司*; 山田 政男*; 安達 潤一*; 荒木 隆夫*; 芦部 楠夫*; 浜島 高太郎*; 畑山 明聖*; 本多 力*; 喜多村 和憲*; et al.
JAERI-M 88-011, 261 Pages, 1988/02
この報告書は、IAEA主催のINTORワークショップ、フェーズIIA、パート3における日本報告書の第7章に相当するものである。
畑山 明聖*; 杉原 正芳; 岡野 邦彦*; 斉藤 靖*; 立川 信夫*; FERプラズマ設計グループ
14th European Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics, Vol. 11D, No. 3, p.1046 - 1049, 1987/00
核融合実験炉(FER)のLHRF電流駆動系及び加熱系に対して現在の理論・実験データ・ベースに基づき、主として物理設計検討を行なった。
