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余語 覚文*; Lan, Z.*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; Mirfayzi, S. R.*; Wei, T.*; 森 隆人*; Golovin, D.*; 早川 岳人*; 岩田 夏弥*; et al.
Physical Review X, 13(1), p.011011_1 - 011011_12, 2023/01
被引用回数：3 パーセンタイル：88.42(Physics, Multidisciplinary)Neutrons are powerful tools for investigating the structure and properties of materials used in science and technology. Recently, laser-driven neutron sources (LDNS) have attracted the attention of different communities, from science to industry, in a variety of applications, including radiography, spectroscopy, security, and medicine. However, the laser-driven ion acceleration mechanism for neutron generation and for establishing the scaling law on the neutron yield is essential to improve the feasibility of LDNS. In this paper, we report the mechanism that accelerates ions with spectra suitable for neutron generation. We show that the neutron yield increases with the fourth power of the laser intensity, resulting in the neutron generation of 
in 
at a maximum, with 
Wcm
, 900 J, 1.5 ps lasers. By installing a "hand-size" moderator, which is specially designed for the LDNS, it is demonstrated that the efficient generation of epithermal (0.1-100 eV) neutrons enables the single-shot analysis of composite materials by neutron resonance transmission analysis (NRTA). We achieve the energy resolution of 2.3% for 5.19-eV neutrons 1.8 m downstream of the LDNS. This leads to the analysis of elements and isotopes within sub-
s times and allows for high-speed nondestructive inspection.
Sn素線の臨界電流特性評価手法の開発梶谷 秀樹; 石山 敦士*; 我妻 洸*; 村上 陽之; 辺見 努; 小泉 徳潔
低温工学, 50(12), p.608 - 615, 2015/12
ITER TFコイルに用いられるケーブルインコンジット(CIC)導体には、NbSn超伝導線が用いられている。CIC導体内部のNbSn超伝導線は、電磁力によって、波状の曲げ変形を受けることで、その超伝導性能が劣化する。導体性能を正確に評価するためには、この劣化量を正確に把握しておく必要がある。波状の曲げ変形を受けた時の素線の超伝導性能評価手法は、既に開発されているが、このような既存の手法は、膨大な計算時間を必要とするものであるため、導体内数百本分のNbSn超伝導線に同時に適用することは、計算時間やメモリ容量の観点から、不可能である。そのため、このようなNbSn超伝導線の波状曲げ変形に対して、計算時間を大幅に短縮することのできる新たな評価手法を確立する必要があった。そこで、われわれは、超伝導線内のフィラメント間で電流が転流しないことを仮定した高抵抗モデル(HTRM)と呼ばれる評価手法の概念を波状曲げ変形に導入することによって、定量的かつ高速に波状曲げ変形特性を評価することのできる手法を開発した。開発した手法を用いて計算したNbSn超伝導線の波状曲げ変形特性は、試験結果のそれと比較的よく一致し、本手法の妥当性を確認することができた。この結果は、NbSn超伝導線の波状曲げ変形特性を高速に評価できるようになったことによって、導体内数百本のNbSn超伝導線に対しても適用できることを示す。以上より、導体性能の定量的な評価が可能となった。
Sn cable assembled with conduit for ITER central solenoid名原 啓博; 諏訪 友音; 高橋 良和; 辺見 努; 梶谷 秀樹; 尾関 秀将; 櫻井 武尊; 井口 将秀; 布谷 嘉彦; 礒野 高明; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 25(3), p.4200305_1 - 4200305_5, 2015/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Engineering, Electrical & Electronic)JAEA procures all superconductors for central solenoid (CS) in the ITER project. The cable is inserted into a conduit and compacted with it. During the insertion, the number of the rotation at the point (
) of the TF cable increased linearly to 50 against the inserted cable length (
). At first, of the CS cable also increased linearly by of 150 m. However, the increasing rate declined and the became constant to 30 at 600 m. During the compaction, the number of the rotation at the tail (
) of the CS cable increased linearly to 69 against the compacted cable length (
). It is important to measure not only but also because the rotation affects the twist pitch of the cable (
). After manufacturing the CS conductor, an X-ray transmission imaging made clear the along the whole length of the conductor for the first time. The peaked at the point; thus, a conductor sample should be taken there to investigate the effect of the elongation on the conductor performance.
Sn conductors for toroidal field coils in ITER名原 啓博; 辺見 努; 梶谷 秀樹; 尾関 秀将; 諏訪 友音; 井口 将秀; 布谷 嘉彦; 礒野 高明; 松井 邦浩; 小泉 徳潔; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 24(3), p.6000605_1 - 6000605_5, 2014/06
被引用回数：7 パーセンタイル：39.51(Engineering, Electrical & Electronic)ITERトロイダル磁場コイル用NbSn超伝導導体は、超伝導物質であるNbSnを生成するための熱処理を必要とし、その熱処理パターンによって導体性能が変わり得る。そこで、従来の熱処理パターンで得られていた導体性能に比べ、熱処理パターンの最適化による導体性能の向上を試みた。まず、導体を構成する超伝導素線を対象とし、臨界電流,ヒステリシス損失,残留抵抗比に関して、最適な熱処理パターンを見いだした。次に、その最適な熱処理パターンを短尺の導体サンプルに適用し、実規模導体試験装置を用いて導体性能の試験を行った。その結果、繰返し負荷に対する分流開始温度の低下度合いは、従来の熱処理パターンに比べて小さく抑えることができた。また、交流損失は従来の熱処理パターンとほぼ同じ値を維持することができた。本試験で用いた導体サンプルは、ITERの調達取り決め(PA)における量産段階の導体から切り出したものであり、ともにPAの合格基準を満足することができた。
佐々木 明; 村上 泉*
Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 46(17), p.175701_1 - 175701_11, 2013/09
被引用回数：11 パーセンタイル：48.43(Optics)核融合プラズマ中のタングステンイオンのイオン比,電離・再結合レートを、衝突輻射モデルによって解析した。エネルギー準位,輻射遷移確率などの主要なレート係数をHULLACコードで計算するとともに、多価電離イオンのレベル構造をコンピュータアルゴリズムで解析し、重要な二電子性再結合チャネルを見いだした。電子温度が100eVから5keVの領域で、モデルに対する価数や輻射損失の収束を得るとともに、W
とW
の比などについて、計算結果が実験と一致することを確かめた。
小池 文博*; 舟場 久芳*; 後藤 基志*; 加藤 太治*; 加藤 隆子*; 森田 繁*; 村上 泉*; 坂上 裕之*; 須藤 滋*; 鈴木 千尋*; et al.
AIP Conference Proceedings 1545, p.202 - 211, 2013/07
被引用回数：4 パーセンタイル：83.55(Physics, Applied)多電子,多価イオンを含むプラズマの状態の理解のために重要となる、原子番号が50から80までの原子の多価イオンのエネルギー準位や遷移確率について議論する。これらの原子データに関する理論計算の現状について述べる。また、W, Gd, Ndイオンの分光計測や、その結果の理論解析についても述べる。
森田 繁*; Dong, C. F.*; 後藤 基志*; 加藤 太治*; 村上 泉*; 坂上 裕之*; 蓮尾 昌裕*; 小池 文博*; 中村 信行*; 大石 鉄太郎*; et al.
AIP Conference Proceedings 1545, p.143 - 152, 2013/07
被引用回数：28 パーセンタイル：99.13(Physics, Applied)核融合科学研究所のLHD装置、コンパクトEBIT(CoBit)装置において、タングステンプラズマの可視、EUV領域での分光計測を行なった。CoBITで得られた価数分離スペクトルを用いて、LHDのスペクトルの解析を行なった。衝突輻射モデルを用いた詳しい解析を行い、また、高価数のイオンのEUVスペクトルの径方向分布の計測と、ADPAKデータベースを使った輸送コードの計算を行い、プラズマ中のイオンの分布や、プラズマ中の電離、再結合レートについて検討した。不純物ペレットの可視光領域の発光スペクトルの解析を、多価イオンの診断に応用する手法についても議論する。
Sn conductors for ITER toroidal field coils in Japan高橋 良和; 名原 啓博; 辺見 努; 布谷 嘉彦; 礒野 高明; 濱田 一弥; 松井 邦浩; 河野 勝己; 小泉 徳潔; 押切 雅幸; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 23(3), p.4801504_1 - 4801504_4, 2013/06
被引用回数：11 パーセンタイル：50.58(Engineering, Electrical & Electronic)ITER計画において、原子力機構は2010年3月からトロイダル磁場(TF)コイル用導体を調達している6極の中で、先駆けて実機導体の製作を開始した。TFコイルは高さ14m,幅9mで、7個のダブルパンケーキから構成されている。導体の単長は最大760mであり、通電電流値は11.8Tの磁場中において68kAである。導体はケーブル・イン・コンジット型と呼ばれるもので、900本のNbSn素線と522本の銅素線で構成される撚線を円形のステンレス製ジャケットに挿入し、ジャケットを圧縮成型したものである。完成した導体の撚線の撚りピッチが、撚線製作時のピッチより長いことがわかった。この原因を究明するため、撚線の引張試験や引込中の撚線の回転測定などを行った。この結果、撚線をジャケットに挿入している間に、撚線が撚り戻る方向に回転したために、長くなったことが解明された。これらの結果を定量的に報告する。
梶谷 秀樹; 辺見 努; 村上 陽之; 小泉 徳潔
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 23(3), p.6001505_1 - 6001505_5, 2013/06
被引用回数：6 パーセンタイル：35.08(Engineering, Electrical & Electronic)ITERトロイダル磁場(TF)コイル用CIC導体の性能検証試験が行われている。本試験において、導体の超電導特性が素線単体の性能に基づく予測値に比べて低下する現象が観測された。その要因として、(1)素線間及び素線とジョイント間の接触抵抗の不均衡による導体内の不均一電流分布、(2)導体内素線の局所的劣化による影響が考えられる。このうち、前者はジョイント部を半田含浸構造にすることによって改善することができたが、後者は依然として解決されておらず、原因究明が必要である。そこで、導体内素線の局所的劣化が導体性能に与える影響を解明するために、著者は、素線の曲げ及び座屈変形を考慮した導体内歪分布を計算する解析コードを開発した。そして、本解析コードと、以前著者らが開発した電流分布開発コードを同時に解くことにより、導体性能を評価した。その結果、素線の座屈変形が生じる場合、導体性能が大幅に劣化することが解明された。
佐々木 明; 村上 泉*
Plasma and Fusion Research (Internet), 8(Sp.1), p.2401021_1 - 2401021_4, 2013/03
基礎,応用研究への応用を目的とし、数値計算で求めた原子データを用いて、タングステンの衝突輻射モデルを構築した。プラズマ温度,密度に対する、価数や輻射損失の計算を行い、non-LTEコード比較ワークショップに参加して、モデルの検証を行っている。モデルに加えるレベルを、共通なコア電子配置を持つレベルごとに増やして収束させる方法を用い、二電子再結合過程を適切に取り入れるようにした結果、開発したモデルの結果は、他の計算や実験結果とよく一致するようになったので報告する。
神谷 健作; 本多 充; 宮戸 直亮; 浦野 創; 吉田 麻衣子; 坂本 宜照; 松永 剛; 大山 直幸; 小出 芳彦; 鎌田 裕; et al.
Nuclear Fusion, 52(11), p.114010_1 - 114010_12, 2012/10
被引用回数：10 パーセンタイル：40.83(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60UのNBI加熱プラズマにおけるType-I ELMy Hモードの周辺径電場構造について報告する。径電場は荷電交換分光計測による炭素イオンのトロイダル、ポロイダル及び反磁性フローの径方向の力の釣り合いから評価した。本研究では、NBIによる外部運動量入力方向を変化させた場合のType-I ELM発生直前の電場シアとイオン温度ペデスタル構造との関係に着目している。運動量入射方向に応じてトロイダル流だけでなくポロイダル流の変化が観測された。その結果、co-NBIの場合には電場シア領域が広がり、counter-NBIの場合には電場の井戸が深くなった。電流方向への運動量入射とともにイオン温度ペデスタル幅が広がる事はE
Bシア領域の拡大結果と矛盾しない。しかし運動量入射方向の違いによって電場シア構造が大きく異なるにもかかわらず最大イオン温度勾配には大きな変化は観測されていない。
Ni via cold neutron capture reaction, 1; Nuclear structure of Ni大島 真澄; 金 政浩*; 中村 詔司; 本間 道雄*; 湊 太志; 早川 岳人; 原 かおる; 木村 敦; 小泉 光生; 原田 秀郎; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 81(8), p.084201_1 - 084201_15, 2012/08
被引用回数：2 パーセンタイル：19.28(Physics, Multidisciplinary)濃縮
Ni試料の冷中性子捕獲により生成された
線を核分光法で調べた。272本の新しい線を含む315本の線がNiの準位構造に組み込まれた。30本の新準位を含む62本の準位に対して、0.2-0.8keVの精度の励起エネルギーと線分岐比を決定した。Ni (n,) Ni反応のQ値は6837.75(18)keVであった。大規模殻模型計算を行った結果、Niの低励起状態のエネルギーがよく再現できた。Hartree-Fock + BCS法と統計計算の間の自己無撞着相互作用を用いた平均場統計模型計算も行い、Niの準位密度の実験値と矛盾しないことを示した。
-ray analysis藤 暢輔; 村上 幸弘*; 古高 和禎; 木村 敦; 小泉 光生; 原 かおる; 金 政浩; 中村 詔司; 原田 秀郎
Applied Radiation and Isotopes, 70(6), p.984 - 987, 2012/06
被引用回数：4 パーセンタイル：31.96(Chemistry, Inorganic & Nuclear)即発線分析に多重線検出法を適用した分析手法を多重即発線分析(MPGA)と呼ぶ。本手法では水素からの妨害を低減することができる。そのため、シグナルノイズ比が改善され、重金属の迅速スクリーニング分析法として用いられる。8個のクローバーGe検出器から構成されるMPGA装置をJRR-3のC2-3-2ビームポートに開発してきた。タンパク質は食べ物で重要な栄養素である。一般に用いられる総タンパク質定量法はケルダール法であるが、時間がかかり、簡便でない。生体試料中の総タンパク質定量の簡便な方法として、MPGAを適用した場合の実現可能性に関する研究を行った。幾つかの標準試料に適用して得られた結果は認証値と良い一致を示した。つまり、MPGAは生体試料中における総タンパク質の迅速・非破壊定量として用いることができる。
Sn conductors for ITER toroidal field coils in Japan高橋 良和; 礒野 高明; 濱田 一弥; 布谷 嘉彦; 名原 啓博; 松井 邦浩; 辺見 努; 河野 勝己; 小泉 徳潔; 押切 雅幸; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 22(3), p.4801904_1 - 4801904_4, 2012/06
被引用回数：7 パーセンタイル：41.4(Engineering, Electrical & Electronic)ITER計画において、原子力機構は2010年3月からトロイダル磁場(TF)コイル用導体を調達している6極の中で、先駆けて実機導体の製作を開始した。TFコイルは高さ14m,幅9mで、7個のダブルパンケーキから構成されている。導体の単長は最大760mであり、通電電流値は11.8Tの磁場中において68kAである。導体はケーブル・イン・コンジット型と呼ばれるもので、900本のNbSn素線と522本の銅素線で構成されている。2010年12月までに、約60トンのNbSn素線を製作した。これは、日本の分担分の約55%に相当する。また、11本の実機導体を製作し、日本分担分(33本)の約30%に相当する。実機導体は、ほぼ毎月1本ずつ製作している。本発表では、760mの銅ダミー導体の製作を通して確立した導体製作技術を中心に、高品質を確保する品質管理技術などの量産技術を紹介する。この量産体制の確立は、ITER建設の推進に大きく貢献している。
-ray analysis小豆川 勝見*; 松尾 基之*; 佐野 有司*; 藤 暢輔; 村上 幸弘*; 古高 和禎; 小泉 光生; 木村 敦; 原 かおる; 金 政浩; et al.
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 291(2), p.341 - 346, 2012/02
被引用回数：3 パーセンタイル：24.98(Chemistry, Analytical)高いエネルギー分解能を持つ多重即発線分析(MPGA)を浅海熱水マウンドからの堆積物に適用した。マウンド近辺の海底表面試料は、日本の南西部に位置し熱水系が他の浅海熱水マウンドとは異なる鹿児島湾の若尊カルデラより採取された。すべての試料は脱塩された後、MPGA測定を4,500秒間行った。実験データは8台のクローバーGe検出器によって得られた。MPGAによって
S, 
Mn, 
As, 
Gd, 
K, 
Sm, 
Fe及び
Rbの濃集が高精度で得られた。さらにS, Rb及びMnはこのマウンドでのみ特異的に濃集されており、このマウンドにおいてマグマ性流体によって堆積物が硫酸化されたことが示唆される。
-ray analysis (MPGA) to geochemical and cosmochemical samples大浦 泰嗣*; 渡部 良*; 海老原 充*; 村上 幸弘*; 藤 暢輔; 木村 敦; 小泉 光生; 古高 和禎; 大島 真澄; 原 かおる; et al.
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 291(2), p.335 - 339, 2012/02
被引用回数：4 パーセンタイル：31.96(Chemistry, Analytical)多重即発線分析(MPGA)を地球化学及び宇宙化学試料に適用し、シグナルノイズ比(S/N),感度,検出限界に関する分析能力を評価した。MPGA装置による測定で得られたS/NはJRR3における通常の即発線分析(PGAA)に比べて大きい値が得られた。幾つかの元素に関して、そのS/Nは10倍以上も改善していた。また、PGAAで検出されない元素も幾つかMPGAで検出された。今回の実験では地球化学及び宇宙化学試料に含まれる主成分元素と中性子捕獲反応断面積が大きい微量元素の濃度がMPGAによって精度よく決定された。最適化と改良によってさらに多くの微量元素に適用できると期待される。
梶谷 秀樹*; 石山 敦士*; 小泉 徳潔; 村上 陽之; 中嶋 秀夫
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 21(3), p.1964 - 1968, 2011/06
被引用回数：4 パーセンタイル：29.17(Engineering, Electrical & Electronic)ITER-TF導体の性能検証を目的として、短尺導体を用いて実施しているサルタン試験では、電気的接続部での超伝導線の接触抵抗の不均一等によって、導体内に電流分布の不均一が発生し、正確な性能評価を困難としていた。そこで、電気的接続部を半田含浸して、その影響を緩和する手法が採用された。この半田含浸する方法の有効性を検証することを目的として、電気的接続部に分布定数回路、導体部に集中定数回路を仮定して、これらを結合することで短時間で電流分布を計算することを可能とするモデルを開発した。本モデルによる常電導転移後の電界の解析結果は、試験結果とよく一致し、開発したコードの妥当性が検証できた。さらに、解析結果より、サンプル励磁後には電流分布の不均一が発生するが、電流を過剰に流す一部の素線から常伝導転移が生じて、その結果として、電流分布が均一化されることがわかった。これにより、半田含浸する方法の妥当性を検証することもできた。
Sn strand小泉 徳潔; 村上 陽之; 辺見 努; 中嶋 秀夫
Superconductor Science and Technology, 24(5), p.055009_1 - 055009_12, 2011/05
被引用回数：18 パーセンタイル：59.52(Physics, Applied)核融合炉で使用されるケーブル・イン・コンジット(CIC)導体では、巨大な電磁力を受けて、内部の素線が曲げ変形して、臨界電流性能が劣化するという現象が観測されている。本劣化を定量的に評価するためには、素線の曲げ変形と臨界電流性能の劣化を簡易的に評価する解析モデルの構築が必要である。そこで、著者らは、NbSn線を曲げた場合の臨界電流値の劣化を、素線構成材料NbSn,銅,ブロンズ,バリア材(Ta, Nb)の弾性変形に加えて、新たに、銅及びブロンズの塑性変形、フィラメント断線の影響を考慮して計算する解析モデルを開発した。本解析モデルを用いた計算結果と一様に曲げ歪を加えたNbSn線の臨界電流値の測定結果を比較し、解析結果がよく一致することを確認した。これにより、モデルの妥当性を検証した。加えて、曲げ変形で銅,ブロンズが塑性変形、あるいは一部のフィラメントが断線した後に、曲げ戻すと素線が引張歪を受けて、臨界電流値が曲げ前のそれよりも高くなりうることを解析的に示し、他の研究者が示した試験結果を定量的に説明することもできた。
小泉 光生; 大島 真澄; 藤 暢輔; 木村 敦; 金 政浩; 古高 和禎; 村上 幸弘*; 長 明彦; 安藤 慎吾*
Review of Scientific Instruments, 80(1), p.016102_1 - 016102_3, 2009/01
被引用回数：2 パーセンタイル：12.53(Instruments & Instrumentation)Ge検出器に液体窒素を補給するという日常作業を省力化するために、液体窒素製造装置を組み込んだ液体窒素自動補給システムを開発した。このシステムで、われわれのGe検出器システムは、ほとんどメンテナンスフリーにすることができた。この液体窒素自動補給システムは20台未満のGe検出器から構成される中規模のGe検出器アレイに有用である。
Sn素線の波状曲げ変形時の超電導特性の評価村上 陽之*; 植田 浩史*; 石山 敦士*; 小泉 徳潔; 奥野 清
電気学会論文誌,B, 128(6), p.853 - 859, 2008/06
ITER-EDAの中で開発されたNbSnモデル・コイル導体で、電磁力によって素線が波状に曲げ変形し、臨界電流性能が劣化する現象が観測された。素線の曲げ変形による臨界電流性能の劣化機構を解明するために、数値解析コードを開発した。解析結果は、単一素線の波状曲げ変形試験結果とよく一致し、コードの妥当性を示すことができた。さらに、素線に加わる横荷重のピッチ,温度,銅の汚染防止用のタンタル・バリアの厚さ,ブロンズのRRRなどをパラメータとして計算を行い、荷重のピッチを短くすること、及びタンタル・バリアの厚さを厚くすることが劣化を防止するために有効であることを示した。
