Development of impurity influx monitor (Divertor) for ITER

小川 宏明; 杉江 達夫; 河西 敏; 勝沼 淳*; 原 玲丞*; 草間 義紀

Plasma and Fusion Research (Internet), 2, p.S1054_1 - S1054_4, 2007/11

https://doi.org/10.1585/pfr.2.S1054

ダイバータ不純物モニターは、ITERのダイバータ部における不純物,重水素及びトリチウムのスペクトル線の強度分布を測定し、不純物制御及びダイバータプラズマ制御にフィードバックするデータを提供するための計測装置である。光学設計に基づき先端部光学系の機械設計を進めた。設計に際しては上部ポート光学系では、内径300mmのパイプ内に光学系を一体で設置することとし、水平ポート光学系では他機器との干渉を避けた分散型の配置とした。熱解析によリ、核発熱による温度上昇を評価したところ、上部ポートでは最大で50C程度の上昇にとどまっているのに対し、水平ポートでは最大で150Cであった。次に、これらの温度分布より求めた熱歪みが光学性能に与える影響を評価した。その結果、上部ポート光学系では測定位置が約20mm移動する程度であるが水平ポート光学系では測定位置が150mm程度移動することがわかった。一連の解析により、冷却流路を確保しやすい一体型構造の方が除熱の観点からは優れていることが示された。

ITPA(国際トカマク物理活動)会合報告,18

川端 一男*; 河野 康則; 草間 義紀; 間瀬 淳*; 笹尾 真実子*; 杉江 達夫; 藤田 隆明; 福田 武司*; 福山 淳*; 坂本 宜照; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 83(2), p.195 - 198, 2007/02

http://ci.nii.ac.jp/naid/40015329573

2006年の秋季にITPA(国際トカマク物理活動)に関する7つの会合が開催された。「輸送物理」,「閉じ込めデータベースとモデリング」,「周辺及びペデスタルの物理」,「定常運転」,「MHD」の5会合は、中国の成都にて「第21回IAEA核融合エネルギー会議」に引き続いて行われ、トピカルグループ間の合同会合も多数開かれた。国際装置間比較実験の結果報告のほか、国際熱核融合実験炉(ITER)のデザインレビューに関して、現状の設計への問題提起と解決策の検討を整理するためまとめられているITER Issue Cardについて活発な議論が行われた。日本の参加者は27名に上った。また、「計測」の会合は、東北大学で、「スクレイプオフ層及びダイバータ物理」の会合は、カナダのトロント大学で行われた。

Design of impurity influx monitor (divertor) for ITER

小川 宏明; 杉江 達夫; 勝沼 淳*; 河西 敏

JAEA-Technology 2006-015, 119 Pages, 2006/03

JAEA-Technology-2006-015.pdf:7.26MB

ダイバータ不純物モニターは、ダイバータ部における不純物,重水素及びトリチウムのスペクトル線の強度分布を測定し、不純物制御及びダイバータプラズマ制御にフィードバックするデータを提供するための計測装置で、昨年度より本システムの設計検討を実施している。光学設計に際しては、製作性と光軸調整用光学系等他の光学系を容易に組込むことができる利点を考慮して、集光光学系を補正レンズと球面鏡を使用したカセグレンテレスコープへ変更することとした。さらに、トロイダル方向の測定視野を拡げて入射光量の増大を図るため、光ファイバー前面にマイクロレンズアレイを設置する構造とした。以上の変更と真空窓有効径(150mm)との整合性を取り、ポート内での有効径を120mmとして光学設計を行った。その結果、各測定視野においてITERで要求されている空間分解能50mmを満たすことができた。さらに、光軸調整機構及びマイクロリトローリフレクターアレイを使用した感度較正機構についても光学設計を行い、プラズマ測定系と組合せ可能な光学系を構築することができた。本システムで使用する検出器の検討を併せて行い、市販されている2次元検出器とデータ収集系を組合せることにより、ITERで要求されている時間分解能を満たす検出系を構築できることがわかった。なお、本研究は、ITER移行措置活動(ITA)の一環として実施したタスクに基づくものである。

ITPA(国際トカマク物理活動)会合報告,11

草間 義紀; 川端 一男*; 笹尾 真実子*; 間瀬 淳*; 杉江 達夫; 河野 康則; 大山 直幸; 鎌田 裕; 中嶋 洋輔*; 居田 克巳*; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 80(7), P. 643, 2004/07

2004年23月に、「計測」及び「周辺及びペデスタルの物理」の各トピカル物理グループ会合が開催された。「計測」の会合は日本で開催されたため、担当委員に加え日本国内から多数の研究者が参加することができた。本会合は"「日本におけるITER/BPXに関する計測の進展」及び「NIFS/JAERI研究会-JT-60とITERにおける計測」合同会合"と連携して開催され、High Priority Topicsを中心に議論を行った。参加者数は40名以上にのぼり、中国からはメンバーとして、また韓国から初めてオブザーバーとしての参加があった。英国で開催された「周辺及びペデスタルの物理」には20名を越す参加者があり、ペデスタル構造,ELM特性及びそれらのモデリング等のトピックを中心に発表・議論を行った。JT-60U及びJFT-2Mからは、grassy ELMやQHモードといった小振幅ELMや装置間比較実験に関する最新の研究成果を報告した。

ITER物理R&D専門家会合報告

小川 雄一*; 滝塚 知典; 三浦 幸俊; 東井 和夫*; 福田 武司; 若谷 誠宏*; 井手 俊介; 高瀬 雄一*; 飛田 健次; 福山 淳*; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 77(10), p.1042 - 1048, 2001/10

http://ci.nii.ac.jp/naid/110003825688

平成13年3月7月にかけて開催された6つのITER物理R&D専門家会合の概要を報告する。閉じ込めのデータベースとモデリングに関する専門家会合では、高密度閉じ込め実験に関する討議と閉じ込め比例則の検証作業を行った。輸送と内部障壁の物理専門家会合では、国際データベース活動の現状をレビューするとともに今後の作業計画を策定した。高エネルギー粒子と加熱及び定常運転専門家会合では、ITERの先進定常運転における重点課題項目の抽出と解決に向けての討議検討を行った。周辺及びペデスタルの物理専門家会合では、磁場構造に注目したペデスタル特性の解析に重点を置くことになった。スクレイプ・オフ層及びダイバータの物理専門家会合では、ダイバータ熱負荷の比例則構築と金属ダイバータの特性について議論した。また、計測専門家会合では、電磁気計測における放射誘起起電力の問題について討議した。

ITER物理R&D専門家会議報告

細金 延幸; 朝倉 伸幸; 杉江 達夫; 芳野 隆治; 福田 武司; 草間 義紀; 飛田 健次; 井手 俊介; 嶋田 道也; 仙石 盛夫; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 75(2), p.156 - 161, 1999/02

https://ci.nii.ac.jp/naid/110003826399

平成10年9月から10月にかけて開催された7件のITER物理R&D専門家会議の主な内容を取りまとめた会議報告である。

Design of divertor impurity monitoring system for ITER, 2

杉江 達夫; 小川 宏明; 勝沼 淳*; 丸尾 光正*; 北 好夫*; 海老沢 克之*; 安東 俊郎; 河西 敏

JAERI-Tech 98-047, 195 Pages, 1998/11

JAERI-Tech-98-047.pdf:4.83MB

このシステムは、ダイバータ部での不純物粒子の同定と、粒子流入束の二次元測定等を主な目的とし、200nmから1000nmの広い波長領域の光を分光計測する。ダイバータ領域の二次元測定は、ダイバータカセット内部にモリブデン製ミラーを設置し、互いに交差する視野で行う。また、ダイバータカセット間の隙間を利用した視野により、ダイバータ領域の上部半分をX-点まで測定する。今回は、主に光学系の詳細設計、及び機械設計を行った。光学設計では、光線追跡による解析を駆使して、ダイバータ部から分光器までの光学系の最適化を行い、約10mmの空間分解能を可能とした。その他、測定限界、ニュートロンと線照射が観測窓に及ぼす影響、感度較正方法、光軸調整方法、機器のリモートハンドリングの方法、及びデータ処理方法についても検討した。

Design of divertor impurity monitoring system for ITER

杉江 達夫; 小川 宏明; 勝沼 淳*; 丸尾 光正*; 安東 俊郎; 河西 敏

JAERI-Tech 96-055, 82 Pages, 1996/12

JAERI-Tech-96-055.pdf:2.07MB

本システムは、ダイバータ部での不純物粒子の同定、粒子流入束の二次元測定等を行うことを主な目的としており、プラズマ制御に欠かせない計測システムとして、スタートアップセットの中に入っている。今回は、システムの概念設計、光学設計、及び初期的な機械設計を行った。目的に合わせた三つの最適な分光系(不純物の種類をモニターする分光系、粒子束の空間分布を高速測定する分光系、粒子の運動エネルギーを測定する高分散分光系)でシステムを構成した。二次元測定はダイバータカセット内部に金属ミラーを設置し、互いに交差する視野で行う。また、光線追跡による解析を駆使して光学系の最適化を行った結果、ダイバータ部で要求されている3mmの空間分解能は難しいことが判明した。その他、測定限界の評価、光ファイバーの使用限界の検討等を行った。

光学ポテンシャルによる複合核をつくる断面積の計算

原田 吉之助; 杉江 淳; 今井 晴男; 森口 欽一

JAERI 1008, 16 Pages, 1960/07

JAERI-1008.pdf:0.84MB

光学ポテンシャルを用いて、中性子が原子核と相互作用して複合核をつくる断面積(これはまた吸収断面積ともいわれる)を求めた。いちおう入射エネルギーは3.5MeVに固定し、質量数、角運動量によりそれがどう変化するかをみた。吸収を起こす光学ポテンシャルの虚数部は、核内に一様に広がっている場合と、核表面付近に局所的にある場合とで、いちじるしい差は現れないことがわかった。実験と合わせることにより、むしろ物理的洞察に役だつようにということを主眼目とした。

Shell effects in the optical potential

杉江 淳

Proc.of the Int.Conf.on Nuclear Structure, P. 237, 1960/00

抄録なし