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吉宗 航*; 樋口 雄紀*; 加藤 晃彦*; 日比 章五*; 山口 聡*; 松本 吉弘*; 林田 洋寿*; 野崎 洋*; 篠原 武尚; 加藤 悟*
ACS Energy Letters (Internet), 8(8), p.3485 - 3487, 2023/08
被引用回数：3 パーセンタイル：66.84(Chemistry, Physical)A multiscale water visualization technique for polymer electrolyte fuel cells was established by using 
multiprobe radiography with pulsed spallation neutron and synchrotron X-ray sources. The three-dimensional water distribution revealed that water back-diffusion from the cathode to the anode significantly contributes to the drainability of practical polymer electrolyte fuel cells toward fuel cell electric vehicles.
山本 風海; 畠山 衆一郎; 大津 聡*; 松本 哲郎*; 吉本 政弘
Proceedings of 18th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.494 - 498, 2021/10
J-PARC 3GeVシンクロトロン(3GeV Rapid Cycling Synchrotron, RCS)では、2021年5月現在、およそ740kWで中性子ターゲットに向けた連続運転を行っている。機器の放射線損傷の検討のために、加速器運転中のビームロスによる中性子やガンマ線などの二次粒子のスペクトルの評価方法を検討しているが、ビームロス量が過多であった場合は、ビームロスによって発生する中性子やガンマ線を識別することは困難となる。しかしRCSでは、入射直線部を除きほとんどロスが発生していないことが、ロスモニタの出力および残留線量の測定よりわかっている。そこで、今回は運転後の線量が現在の運転状況において数十マイクロSv/h程度である出射分岐ダクトの近傍において、液体シンチレータを用いて中性子-ガンマ線の弁別が可能か予備試験を行った。試験の結果、検出器に入ってくる二次粒子のレートは弁別可能なレベルであることが判った。
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数：44 パーセンタイル：97.1(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300
Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
西内 満美子; Pirozhkov, A. S.; 榊 泰直; 小倉 浩一; Esirkepov, T. Z.; 谷本 壮; 金崎 真聡; 余語 覚文; 堀 利彦; 匂坂 明人; et al.
Physics of Plasmas, 19(3), p.030706_1 - 030706_4, 2012/03
被引用回数：6 パーセンタイル：25.62(Physics, Fluids & Plasmas)2J 60fsのチタンサファイアレーザー光を、コニカル形状を持ったターゲットホルダに装着したターゲットに照射することによって、7MeVのコリメートされた陽子線(
個/spot)を生成することに成功した。ターゲットホルダ上に陽子に前駆して発生する電子によって生成される電場が陽子線の軌道を変え、エネルギー選択をも行うと考えられる。
佐野 雄一; 桂井 清道; 鷲谷 忠博; 小泉 務; 松本 聡*
Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM), 7 Pages, 2011/10
原子力機構は、高速炉燃料再処理向け回転ドラム型連続溶解槽にかかわる研究開発の一環として、溶解シミュレーションコードPLUM (Peach-base dissoLUtion code for druM type rotary dissolver)の開発を進めている。これまでに開発してきたシミュレーションコードについて、概要と特徴,解析事例並びに今後の開発課題を整理する。
武田 信和; 角舘 聡; 松本 泰弘; 小坂 広; 油谷 篤志; 根岸 祐介; 中平 昌隆*; Tesini, A.*
Fusion Engineering and Design, 85(7-9), p.1190 - 1195, 2010/12
被引用回数：2 パーセンタイル：17.37(Nuclear Science & Technology)ITERブランケット遠隔保守システムについての研究開発は、工学設計活動の時期以来現在まで続けられており、制御システムに関する若干の技術的課題を残すのみとなっている。技術的課題の例としては、スリップリングによるノイズ,ケーブル取扱装置の制御,超長距離ケーブルを通じた信号伝送,耐放射線性アンプ等である。本研究ではこれらの課題に着目している。結論として、制御システムに関する主な課題は解決され、ITERブランケット遠隔保守システムの実現性がより高まった。
single crystal柏谷 裕美*; 白井 一実*; 松本 哲郎*; 柴田 肇*; 神原 浩*; 石角 元志; 永崎 洋*; 伊豫 彰*; 社本 真一; 黒沢 格*; et al.
Applied Physics Letters, 96(20), p.202504_1 - 202504_3, 2010/05
被引用回数：28 パーセンタイル：71.36(Physics, Applied)高圧合成されたPrFeAsO単結晶のc軸伝導特性をs字型ジャンクションを用いて調べられた。50Kで観測された約120倍の抵抗の異方性は、電子状態の異方性の存在を示している。c軸方向の得られた臨界電流密度は、2.9
10
A/cm
であり、Bi
Sr
La
CuO
の値よりも2ケタ高いものとなっている。
中平 昌隆; 松本 泰弘; 角舘 聡; 武田 信和; 柴沼 清; Tesini, A.*
Fusion Engineering and Design, 84(7-11), p.1394 - 1398, 2009/06
被引用回数：20 パーセンタイル：77.63(Nuclear Science & Technology)ITERの炉内機器の保守作業は、D-D運転後に真空容器内が高
線環境になるため、遠隔操作装置によって行われる必要がある。ブランケットの保守作業は、マニピュレータを搭載した台車が真空容器内に展開した軌道上を走行して行う。ITER建設に向け、ブランケット遠隔操作装置の改良と詳細設計を実施している。今回は、設計結果の概要を紹介する。ブランケット遠隔操作装置のレール展開システムは、占有スペースを最小にするため搬送キャスク内で軌道を連結する方式へと変更した。この目的のために、真空容器内におけるブランケット交換とキャスク接続を含め遠隔装置のレール展開の概念設計、手順の検討及び典型的なシミュレーションを行った。キャスク内における軌道接続の技術的な課題は、(1)ヒンジの回転軸に許容される誤差が小さい、(2)キャスク内の限られたスペースでの軌道接続の実施、(3)高い位置決め精度の確保である。本論文は、これらの課題に対する対策と設計結果について述べる。新しいケーブルハンドリング装置、軌道支持装置、及びブランケット/ツール搬送装置についても述べる。
武田 信和; 角舘 聡; 中平 昌隆; 松本 泰弘; 田口 浩; 小坂 広; 柴沼 清; Tesini, A.*
Fusion Engineering and Design, 84(7-11), p.1813 - 1817, 2009/06
被引用回数：11 パーセンタイル：59.65(Nuclear Science & Technology)ブランケットやダイバータなどのITERの真空容器内機器の保守作業は、高線環境のため、遠隔機器によって行われる必要がある。工学設計活動(EDA)において、原子力機構はブランケット遠隔保守に用いるビークルマニピュレータシステムのプロトタイプを製作し、ブランケットの自動位置決めや多関節レールの展開動作等、このシステムの成立性を確認した。ITERに対する本システムの調達を円滑に行うため、その後も原子力機構は数々の研究開発を継続している。EDA後に残された課題としては、レール接続,ケーブルハンドリング,第一壁のその場交換が挙げられる。三番目の課題は最近提起され、現在まだ議論中である。本報告では、前二者の課題についての試験結果を中心に報告を行う。
角舘 聡; 武田 信和; 中平 昌隆; 松本 泰弘; 柴沼 清; Tesini, A.*
Fusion Engineering and Design, 83(10-12), p.1850 - 1855, 2008/12
被引用回数：13 パーセンタイル：64.46(Nuclear Science & Technology)本報では、ITERブランケット遠隔保守機器(保守ロボット)について以下に示す最新の設計及びR&D成果について報告する。(1)ブランケット分割形状の変更により他機器との干渉を回避するため保守ロボットの小型化設計を実施し、軌道回り回転機構歯車にダブルヘリカルギヤの採用等により重量30%減の小型化設計を実現した。(2)ブランケット交換時の視覚情報として3Dシミュレーションモデルを利用した操作系を全体制御系に組込み、真空容器内の周辺状況を把握するためのヒューマンインタフェースを改善し、保守ロボットの操作系を向上させた。(3)保守ロボットで使用される露出した歯車部の潤滑剤(グリース)が真空容器内の機器を汚すことを避ける必要がある。このため、グリースなしのドライ潤滑として耐摩耗特性に優れたDLC(Diamond Like Carbon)膜技術に着目し、歯車への応用を目的にDLC膜の潤滑特性要素試験を実施した。この結果、軟DLCとNi-Cr-Mo材で浸炭処理を施した基材との組合せが最も耐摩耗特性に優れていることが判明した。
松本 聡*; 堀越 秀彦*; 後藤 大介*; 薗 巳晴*; 久米谷 弘光*
JNC TJ6420 2004-002, 373 Pages, 2004/03
JNC-TJ6420-2004-002.pdf:15.08MB
人形峠環境技術センターをとりまく地域社会環境の特性を双方向の情報共有の観点から把握する目的で「センター鉱山跡措置に係わる地域社会環境特性の把握」を実施した。センター及びウラン鉱山に関する論点把握のため、議会議事録等の公開資料を過去約20年にわたり分析した。また、周辺地域住民及び国民のリスク認知及び地域の事業者に対する意識等を把握するためWebアンケート調査を行った。昭和50年代頃には施設がもたらす経済効果への期待がみられたが、昭和60年代頃より期待感は薄れ、同時に鉱山跡の捨石措置問題など負の側面が注目されるようになった。地方議会の論点は技術的安全性よりも信頼性にあった。岡山県では地元に放射性廃棄物が処分されることに対する忌避感が強く、鳥取県東郷町からの捨石持込拒否もこれが背景にあることが分かった。アンケートからは、住民の多くが原子力施設は極めて危険と認識していることが分かった。原子力、放射線について信頼できる情報源として全国紙、NHK、学者・研究者などがあげられており、それらを通じた情報発信の有効性が示された。周辺住民は原子力施設の経済効果を認めながらも、原子力施設の新規立地には多くが拒否すると回答したが、一方で地域の活性化が課題であり、地域の事業者に対してまちづくりや地域活性化活動への参加を期待していることが分かった。
竹治 智; 諫山 明彦; 小関 隆久; 徳田 伸二; 石井 康友; 及川 聡洋; 石田 真一; 鎌田 裕; 閨谷 譲; 芳野 隆治; et al.
Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.278 - 297, 2002/09
被引用回数：7 パーセンタイル：6.06(Nuclear Science & Technology)トカマクプラズマの高圧力定常運転の実現への寄与を念頭に、高ポロイダルベータモード,負磁気シアモード等JT-60Uにおける閉じ込め改善トカマク放電における磁気流体力学的(MHD)安定性の研究成果を総括した。閉じ込め改善プラズマを特徴付ける周辺部及び内部輸送障壁は、それらが形成する大きな圧力勾配とそれに伴うブートストラップ電流により、局所的あるいは広域的MHD安定性に重要な影響を及ぼす。まず、閉じ込め改善放電の広域的安定性限界は、低n(トロイダルモード数)キンクモードで規定され、プラズマ圧力分布の尖鋭度の低減,プラズマ形状の高三角度化及び導体壁の近接により安定性限界を改善できる。局所的安定性では、周辺部輸送障壁にかかわる周辺部局在モード(ELM),内部輸送障壁にかかわる内部輸送障壁局在モード(BLM),抵抗性交換型モードについてその発生機構等を明らかにした。さらに、高圧力プラズマの長時間維持において問題となる、新古典テアリングモード(NTM),抵抗性導体壁モード(RWM)のMHD特性とその安定化について議論した。
角舘 聡; 岡 潔; 吉見 卓*; 桧山 昌之; 田口 浩*; 柴沼 清; 小泉 興一; 松本 泰弘*; 本多 力*; Haange, R.*
Nuclear Fusion, 42(3), p.243 - 246, 2002/03
被引用回数：3 パーセンタイル：10.69(Physics, Fluids & Plasmas)ITERのブランケット保守では、4トンの大重量・大型のモジュールを
2mm以内の位置姿勢精度で取り扱うことが要求されている。現在、EDA延長期間のR&D計画に従って、センサー情報(位置力)に基づいた機械締結式モジュールの着脱を実証するために、その制御手法の開発を進めている。機械締結式ブランケットの取り付け面は、キーや位置決めピンから構成され、それぞれが高いはめあい精度(0.25mm以下)を必要とする嵌合構造である。そのため、挿入方向がマニピュレータのたわみや計測誤差により理想的な挿入方向と異なる場合、キーとモジュールの接触がマニピュレータの運動を拘束し、安定なモジュールの取付が困難となる。本報では、モジュールとマニピュレータ間の誤差を想定した場合の適用性試験を行い、力制御法の基本となる着脱動作時に発生する力の評価法について報告する。
竹治 智; 徳田 伸二; 藤田 隆明; 鈴木 隆博; 諫山 明彦; 井手 俊介; 石井 康友; 鎌田 裕; 小出 芳彦; 松本 太郎; et al.
Nuclear Fusion, 42(1), p.5 - 13, 2002/01
被引用回数：76 パーセンタイル：89.2(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60の負磁気シアプラズマにおける抵抗性MHD不安定性,理想低nキンクモードの壁安定化効果を調べた。規格化
値~1程度で強い内部輸送障壁を有する負磁気シアプラズマにおいて、空間的に局在化したトロイダルモード数n=1の抵抗性交換型MHDモードを初めて観測した。抵抗性交換型MHDモードはバースト状の揺動が間欠的に現れ、高い規格化領域では高次のn
3モードが時折観測される。抵抗性交換型MHDモードのみではグローバルな閉じ込め性能に大きく影響してない。抵抗性交換型MHDモードが安全係数が極小値となる位置より外側の有理面のテアリングモードと結合しコラプス現象を引き起こすことが見いだされた。テアリングモードの安定性解析は、外側の有理面のテアリングモードの安定性パラメータが自由境界条件によって影響を受けることを示しており、この結果はプラズマ表面の安全係数が整数となる時にコラプスが発生する実験事実に矛盾しない。理想低nキンクモードがJT-60の真空容器壁の壁安定化効果により安定化されることを明らかにした。壁で安定化されたプラズマのコラプス後に現れる効果抵抗性壁モードによる磁気流体揺動を観測した。
角舘 聡; 岡 潔; 吉見 卓*; 田口 浩*; 中平 昌隆; 武田 信和; 柴沼 清; 小原 建治郎; 多田 栄介; 松本 泰弘*; et al.
Fusion Engineering and Design, 51-52(1-4), p.993 - 999, 2000/11
被引用回数：9 パーセンタイル：54.09(Nuclear Science & Technology)ブランケットを保守する遠隔機器は、高い放射線環境下で大重量・大型の炉内機器を安定にかつ、高い位置・姿勢精度でハンドリングする遠隔技術が要求される。これまで、4トンの可搬性能を有する実規模ブランケット遠隔保守システムの構造・機構設計及び製作・試験を実施し、重量物を安定に、かつ高い設置精度で取り扱う基本要件を満足するブランケット交換を実証した。本報では、ブランケット(4トン)の着脱動作時に生じる衝撃力を抑制する新しい制御手法を明示すると共に、本制御手法を実機に適用し、プランケット着脱動作時の急激な荷重変動をほとんどゼロに制御することが実験的に実証されたので報告する。
角舘 聡; 深津 誠一*; 中平 昌隆; 武田 信和; 安達 潤一*; 松本 泰弘*
プラズマ・核融合学会誌, 73(1), p.29 - 41, 1997/01
ITERでは、ダイバータ及びブランケット等の炉内機器は厳しい熱・粒子負荷あるいは段階的運転計画等の理由により定期的に保守・交換される機器に分類される。また、これらの機器はD-T燃焼時に発生する中性子により放射化され、遠隔機器による保守作業が前提となる。これらの炉内機器は大重量・大型・複雑な形状のものを安定に、かつ高い位置・姿勢精度でハンドリングする性能が要求され、このため、ブランケットについては炉内に軌道を敷設し軌道上を走行するビークル/マニピュレータを用いる方式及びダイバータについては移動式台車を用いる方式を考案した。ITER工学R&Dでは、これらの保守方式の妥当性を検証するために、これまでに主要な技術開発を進めてきた。本報では、主に日本チームで進めてきたこれらの炉内保守に関する設計及び技術開発の現状を報告すると共に、実規模の遠隔保守機器について紹介する。
目時 直人; 阿部 聡*; 長崎 欣史*; 森 詫磨*; 松本 宏一*; 鈴木 治彦*; 金子 耕士; 小池 良宏*
no journal, ,
中性子散乱実験用に開発中の核断熱消磁ステージの現状について、その詳細な図面と、性能を報告する。この核断熱消磁ステージは原子力機構が所有する希釈冷凍機に取り付けられ、1mK以下の中性子散乱実験のために利用される。超低温におけるf電子化合物の重い電子現象や磁気秩序,多極子秩序、そして、核磁気、及び多重極秩序の実験に用いられる予定である。
武田 信和; 角舘 聡; 中平 昌隆; 松本 泰弘; 田口 浩; 小坂 広; 柴沼 清
no journal, ,
ITERでは、DT反応による中性子が構造材を放射化し、保守時においても真空容器内部が高放射線環境下となるため、真空容器内機器の保守作業は遠隔装置によって行われる。ブランケットの遠隔保守システムは日本が調達することとなっており、原子力機構では調達を円滑に実施するため、各種装置の試作・試験を行っている。本報では、ケーブル巻き取り装置及び軌道接続装置に関する試験結果を中心に報告する。
松本 泰弘; 角舘 聡; 武田 信和; 田口 浩; 小坂 広; 小泉 興一; 柴沼 清
no journal, ,
ITERの炉内機器の保守作業は、DT運転後に真空容器内が高線環境になるため、保守ロボットによって行われる。ブランケットの保守作業は、真空容器内に軌道を敷設し、マニピュレータを搭載した台車が軌道上を走行して行う方式を採用した。現在、ITER建設に向けてブランケット遠隔操作装置の改良と詳細設計を実施している。この方式では真空容器内へ軌道を展開するためにキャスク内で軌道を組立てる必要があり、このキャスク内軌道接続(組立)の技術課題は、(1)ヒンジ(回転軸)の高精度の組み立て、(2)キャスク内の限られたスペースでの軌道接続の実施である。この技術課題を解決するために、接続時の位置ズレを吸収する機構や軌道の接続姿勢を確保する位置決め機構から構成される軌道接続機構を設計・試作した。本報では、ブランケット用保守ロボットの一部である軌道接続機構の設計結果の概要と軌道接続機構のR&D進行状況を述べる。
角舘 聡; 武田 信和; 松本 泰弘; 柴沼 清; 小泉 興一
no journal, ,
ITER保守ロボットでは、4トンの大型重量物を最終設置精度0.5mm以内に扱う高精度ハンドリング技術が要求されている。これまで、高精度ハンドリング技術の基本性能にかかわる技術開発を実規模装置を使用して、実施してきた。ITER保守ロボットの高精度ハンドリングを実現している要素技術は、ACサーボモータ等の電気・機械的なサーボ制御技術であり、ACサーボモータへの制御信号を伝送するケーブルのハンドリング技術は、高精度ハンドリング技術を支える重要な技術である。ITER保守ロボットは、最大1.5kW程度の出力を有する20個のACサーボモータによって駆動されるため、その動力及び制御信号は約60mのケーブルにより真空容器外から供給され、保守ロボットの軌道上の動作に追従して、ケーブルをハンドリングする必要がある。本報では、この保守ロボットの動力・制御用のケーブルハンドリングに必要な技術開発の状況について報告する。特に、実規模のケーブルハンドリング装置を使用して、最も重要な技術課題であるドラム式のケーブルハンドリング性能とノイズ回避性能について、設計の妥当性を確認したので、その結果を報告する。
