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報告書

FEMAG/OFMCコードを使用したフェライト鋼によるリップル補正磁場中の高速イオン損失計算

浦田 一宏*; 篠原 孝司; 鈴木 正信*; 鎌田 功*

JAERI-Data/Code 2004-007, 45 Pages, 2004/03

JAERI-Data-Code-2004-007.pdf:5.63MB

トカマク型核融合装置では、離散的トロイダル磁場コイル(TFC)のつくるトロイダル磁場にリップルが存在して高速イオンの損失を招き、真空容器の損傷につながる。近年、強磁性体を用いてリップル損失を低減する手法が提案され、低放射化,高熱伝導率特性を併せ持った低放射化フェライト鋼の核融合炉への導入が検討されている。しかし実際の装置では、他機器との干渉のため、リップル低減に効果的なトロイダル対称性を持ったフェライトの設置が困難となる場合がある。また損失境界である第一壁形状がトロイダル対称性を持たない場合がある。このような理由から実機に即したリップル補正磁場中の高速イオン損失計算を行うためには、トロイダル非対称性を取り扱えることが望ましい。そこで、フェライト鋼によるリップル補正磁場を計算するFEMAG(FErrite generating MAGnetic field)コードの開発を進め、トロイダル非対称の場合でも全トーラス磁場の計算を高速で行えるようにした。さらにこの磁場データを基礎として、高速イオン損失を計算する軌道追跡モンテカルロコードOFMC(Orbit Following Monte Carlo)をトロイダル非対称性が取り扱えるように改良した。FEMAG/OFMCコードの使用方法,JFT-2M装置による実験結果の解析評価とトカマク国内重点化装置の設計検討への適用について報告する。

論文

負磁気シアトカマク放電におけるリップル損失の数値解析

飛田 健次; 濱松 清隆; 滝塚 知典; 鈴木 正信*

プラズマ・核融合学会誌, 75(5), p.582 - 593, 1999/05

ITER最終設計の負磁気シア放電における$$alpha$$粒子及びビームイオンのリップル損失を計算した。その結果、正磁気シアの場合と比べ、負磁気シアでは多大なリップル損失が生ずることがわかった。$$alpha$$粒子損失は25%に達し、このときの第一壁への熱負荷は最大3.7MW/m$$^{2}$$となり、第一壁の設計条件に対して裕度がない。また、ビームイオンの損失も20%と高くなる。リップル損失を許容レベルに抑えるためには、プラズマ表面でのリップル率を0.5%程度まで低減する必要がある。フェライト鋼の真空容器への挿入が最も現実的なリップル低減法である。このようなリップル率低減によって、$$alpha$$粒子及びビームイオンのリップル損失は、それぞれ、10%及び4%となる。

論文

Surface modification of polytetrafluoroethylene containing carbonaceous materials by KrF-laser irradiation

西井 正信; 杉本 俊一*; 清水 雄一; 鈴木 伸武; 長瀬 智洋*; 遠藤 正雄*; 江口 洋介*

Chemistry Letters, 1993, p.1063 - 1066, 1993/00

ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の効果的な表面改質法として、PTFEフィルムに制電性や耐摩耗性をもたせるカーボンブラックやグラファイトのような炭素質物質を添加し、KrFレーザー光を空気中で照射することにより、PTFEフィルムの接着性を著しく改善できることを見出した。カーボンブラックまたはグラファイト5wt%を添加したPTFEの180°剥離強度は、レーザー光照射量とともに増大し、7.1Jcm$$^{2}$$では、それぞれ1.8および1.3kgcm$$^{-1}$$に達した。カーボンブラックまたはグラファイトを添加したPTFEフィルムの化学構造および表面形態のレーザー照射による変化をX線光電子分光分析および走査電子顕微鏡によって調べ、-CF$$_{2}$$-結合のF原子の脱離、$$>$$C=0結合の生成および微細な凹凸の発生が起こっていることを明らかにした。

論文

Development of a large D$$^{-}$$ ion source for the JT-60U negative-ion-based neutral beam injector

奥村 義和; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 栗山 正明; 前野 修一*; 松岡 守; 宮本 賢治; 水野 誠; 小原 祥裕; 鈴木 哲; et al.

Proceedings of 15th IEEE/NPSS Symposium on Fusion Engineering, p.466 - 469, 1993/00

JT-60Uの負イオンNBI用の大型負イオン源の設計と開発状況について発表する。JT-60U負イオンNBIのためには、500keV、22Aという従来のイオン源の性能を遙かに上回る負イオン源が必要である。原研におけるこれまでの大電流負イオン源開発の集大成として本イオン源を設計しており、大型プラズマ源、独自の磁気フィルター、高エネルギー静電加速系などに工夫がこらされている。設計の基になった実験結果と計算機シミュレーションの結果、製作の現状を述べる。

論文

Direct synthesis of hydroxy acid from maleate aqueous solutions containing hydrogen peroxide using an excimer laser

清水 雄一; 杉本 俊一*; 西井 正信; 鈴木 伸武

Chem. Express, 7(8), p.633 - 636, 1992/00

窒素飽和したマレイン酸水溶液を過酸化水素存在下、室温でXeFレーザー光(351nm)照射すると、グリコール酸、酒石酸、リンゴ酸などのヒドロキシ酸が選択性良く直接合成できることを見出した。マレイン酸カルシウム水溶液を照射すると、酒石酸の生成量はマレイン酸の照射の時の3.8倍、リンゴ酸は2.5倍に著しく増大した。この時の選択性もそれぞれ4から14%および2から9%と著しく増加した。マレイン酸ニナトリウムについても同様な結果が得られた。このような増感効果はマレイン酸塩の金属イオン化系列とよく対応した。酒石酸およびリンゴ酸はマレイン酸の二重結合へのOHラジカルの付加によって生成し、一方グリコール酸はこれらの生成反応と競争的にOHラジカルの付加によって生成したヒドロキシ中間体の速い分解によって生成すると考えられる。この分解にはH$$^{+}$$のようなイオン種が深く関与していることが推察される。

論文

Surface modification of polytetrafluoroethylene by KrF-laser irradiation

西井 正信; 杉本 俊一*; 清水 雄一; 鈴木 伸武; 長瀬 智洋*; 遠藤 正雄*; 江口 洋介*

Chemistry Letters, 1992, p.2089 - 2090, 1992/00

ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に耐熱性が高くて紫外領域に強い吸収帯をもつ全芳香族ポリエステル(APE)を添加し、KrFエキシマレーザー光(波長:248nm)を室温・空気中で照射することにより、PTFEフィルムの接着性が著しく改善できることを見出した。PTFEフィルムの表面改質の指標とした剥離強度は、APE添加量1~20wt%の範囲で、APE添加量とともに増大した。APE添加量20%の場合には、剥離強度は未照射フィルムの値(0.4kgcm$$^{-1}$$)から26Jcm$$^{-2}$$のレーザー光照射によって3.9kgcm$$^{-1}$$まで増大した。一方、APEを含まないPTFEフィルムでは、150Jcm$$^{-2}$$の照射によっても変化せず、剥離強度は0.02kgcm$$^{-1}$$より小さかった。接着性の改善には、レーザー光照射によるフィルム面でのF原子の脱離、C=OやC=C結合の生成、炭化などの化学反応およびアブレーションが寄与していると考えられる。

報告書

On the analysis of beam driven current in a tokamak

谷 啓二; 鈴木 正信*; 山本 新; 安積 正史

JAERI-M 88-042, 17 Pages, 1988/03

JAERI-M-88-042.pdf:0.52MB

軌道追跡モンテカルロ・コ-ドを用いてトカマク中でのNBIによるビーム駆動電流の解析を行った。その結果、粒子補足効果が非常に重要であることが示されている。

論文

Radiolysis of ammonia in nitrogen; Effects of nitrogen monoxide and oxygen on decomposition of ammonia

徳永 興公; 関根 勉*; 阪上 正信*; 鈴木 伸武

Int.J.Appl.Radiat.Isot., 32, p.567 - 572, 1981/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:58.1(Nuclear Science & Technology)

窒素中に低濃度(300~950ppm)存在するNH$$_{3}$$の放射線分解に対するNOとO$$_{2}$$の効果を電子加速器を用いて検討した。この窒素中に存在するNH$$_{3}$$は、主にH$$_{2}$$とN$$_{2}$$とに分解し、この時のNH$$_{3}$$の分解のG値は1.3であった。このNHとN$$_{2}$$の混合ガスにNO(800ppm),またはO$$_{2}$$(5%)を添加した場合、NH$$_{3}$$の分解は、いちじるしく促進され(NO(800ppm),O$$_{2}$$(5%)添加の場合G(-NH$$_{3}$$)は、それぞれ3.1と3.0であった)、H$$_{2}$$の生成は抑制され、また、N$$_{2}$$Oが高い収率で生成した。このNOあるいは、O$$_{2}$$の添加によるNH$$_{3}$$の分解の促進は、NOあるいはO$$_{2}$$が効果的にHやNH$$_{2}$$ラジカルを捕捉し、HやNH$$_{2}$$ラジカルの再結合反応によるNH$$_{3}$$の再生反応を抑制することに起因すると結論した。NOを添加した場合、NO$$^{+}$$とNH$$_{3}$$との反応およびNH$$_{3}$$$$^{+}$$とNOとの反応によってもNH$$_{3}$$は分解すると考えられる。

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