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Al
GaO
scintillators by gamma-ray-induced positron annihilation lifetime spectroscopy藤森 公佑*; 北浦 守*; 平 義隆*; 藤本 將輝*; Zen, H.*; 渡邊 真太*; 鎌田 圭*; 岡野 泰彬*; 加藤 政博*; 保坂 将人*; et al.
Applied Physics Express, 13(8), p.085505_1 - 085505_4, 2020/08
被引用回数：5 パーセンタイル：32.24(Physics, Applied)CeドープGdAlGaO(Ce:GAGG)シンチレーターにおける陽イオン空孔の存在を明らかにするために、ガンマ線誘起陽電子消滅寿命測定(GiPALS)法による測定を行った。GAGGおよびCe:GAGGのGiPALSスペクトルに現れる成分は、バルク中と欠陥に捕獲された状態の陽電子消滅であり、その結果2つの指数減衰成分で構成されている。Ce:YAl
Oに関する研究から、欠陥に関連する構造はAl/Ga-Oの複空孔に起因するものであることが示唆された。この成分は、Ce, Mg:GAGGの方が小さくなり、その傾向はリン光の原因である浅い電子トラップの抑制と相関していた。酸素空孔は、Al/Ga空孔の電荷を補う役割をしている。欠陥に関連した構造における寿命は、Mg共ドーピングによって大幅に変化し、これは、酸素空孔とともに、Al/GaサイトでのMg
イオンとの集合体を考慮することで理解され、その結果、空孔クラスターが形成された。
浦野 創; 仲田 資季; 相羽 信行; 久保 博孝; 本多 充; 林 伸彦; 吉田 麻衣子; 鎌田 裕; JT-60チーム
Nuclear Fusion, 55(3), p.033010_1 - 033010_9, 2015/03
被引用回数：41 パーセンタイル：89.24(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60UにおけるHモードプラズマへのアルゴン入射効果を調べた。従来のHモードでは密度の増加とともに閉じ込め性能は低下するが、アルゴン入射によって閉じ込め劣化を回避することができる。特に高密度領域ではアルゴン入射によって電子密度分布は中心ピーク型となり、周辺及びコア部の温度が上昇する。アルゴン入射時にはELM周波数が大きく低減するが、これは主プラズマ領域での放射損失の増大によりセパラトリクスを通過するパワーが減少するためである。アルゴン入射による周辺プラズマ圧力自体の増加は小さいことが分かった。
浦野 創; 仲田 資季; 相羽 信行; 久保 博孝; 本多 充; 吉田 麻衣子; 林 伸彦; 鎌田 裕; JT-60チーム
Europhysics Conference Abstracts (Internet), 38F, p.P4.018_1 - P4.018_4, 2014/06
JT-60UにおけるHモードプラズマへのアルゴン入射効果を調べた。従来のHモードでは密度の増加とともに閉じ込め性能は低下するが、アルゴン入射によって閉じ込め劣化を回避することができる。特に高密度領域ではアルゴン入射によって周辺及びコア部の温度が上昇し、電子密度分布は中心ピーク型となる。アルゴン入射時にはELM周波数が大きく低減するが、これは主プラズマ領域での放射損失の増大によりセパラトリクスを通過するパワーが減少するためである。アルゴン入射による周辺プラズマ圧力自体の増加は小さいことが分かった。
Luce, T. C.*; Challis, C. D.*; 井手 俊介; Joffrin, E.*; 鎌田 裕; Politzer, P. A.*; Schweinzer, J.*; Sips, A. C. C.*; Stober, J.*; Giruzzi, G.*; et al.
Nuclear Fusion, 54(1), p.013015_1 - 013015_15, 2013/12
被引用回数：35 パーセンタイル：83.31(Physics, Fluids & Plasmas)The ITPA IOS group has coordinated experimental and modeling activity on the development of advanced inductive scenarios for applications in the ITER tokamak. This report documents the present status of the physics basis and the prospects for applications in ITER. The key findings are: (1) inductive scenarios capable of higher 
than the ITER baseline scenario (
) with normalized confinement at or above the standard H-mode scaling have been established under stationary conditions on the four largest diverted tokamaks (AUG, DIII-D, JET, JT-60U) in a broad range in 
and density; (2) MHD modes can play a key role in reaching stationary high performance, but also define the stability and confinement limits; (3) the experiments have yielded clearer measurements of the normalized gyroradius scalin; and (4) coordinated modeling activity supports the present research by clarifying the most significant uncertainties in the projections to ITER.
柴沼 清; 新井 貴; 長谷川 浩一; 星 亮; 神谷 宏治; 川島 寿人; 久保 博孝; 正木 圭; 佐伯 寿; 櫻井 真治; et al.
Fusion Engineering and Design, 88(6-8), p.705 - 710, 2013/10
被引用回数：10 パーセンタイル：60.97(Nuclear Science & Technology)The JT-60SA project is conducted under the BA satellite tokamak programme by EU and Japan, and the Japanese national programme. The project mission is to contribute to early realization of fusion energy by supporting ITER and by complementing ITER with resolving key physics and engineering issues for DEMO reactors. In this paper, the assembly of major tokamak components such as VV and TFC is mainly described. An assembly frame (with the dedicated cranes), which is located around the tokamak, is adopted to carry out the assembly of major tokamak components in the torus hall independently of the facility cranes for preparations such as pre-assembly in the assembly hall. The assembly frame also provides assembly tools and jigs to support temporarily the components as well as to adjust the components in final positions.
鎌田 裕; Barabaschi, P.*; 石田 真一; 井手 俊介; Lackner, K.*; 藤田 隆明; Bolzonella, T.*; 鈴木 隆博; 松永 剛; 吉田 麻衣子; et al.
Nuclear Fusion, 51(7), p.073011_1 - 073011_11, 2011/07
被引用回数：66 パーセンタイル：92.02(Physics, Fluids & Plasmas)The JT-60SA device has been designed as a highly shaped large superconducting tokamak with variety of plasma actuators (heating, current drive, momentum input, stability control coils, RMP coils, W-shaped divertor, fuelling, pumping etc) in order to satisfy the central research needs for ITER and DEMO. In the ITER- and DEMO-relevant plasma parameter regimes and with the DEMO-equivalent plasma shapes, JT-60SA quantifies the operation limits, plasma responses and operational margins in terms of MHD stability, plasma transport and confinement, high energy particle behaviors, pedestal structures, SOL and divertor characteristics. By integrating advanced studies in these research fields, the project proceeds "simultaneous and steady-state sustainment of the key performances required for DEMO" with integrated control scenario development applicable to the highly self-regulating burning high beta high bootstrap current fraction plasmas.
plasmas松永 剛; 相羽 信行; 篠原 孝司; 坂本 宜照; 武智 学; 鈴木 隆博; 朝倉 伸幸; 諫山 明彦; 大山 直幸; 吉田 麻衣子; et al.
Proceedings of 23rd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2010) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/03
In the JT-60U wall-stabilized high-
plasmas, interactions between MHD instabilities have been observed. It is observed that an energetic particle driven wall mode (EWM) triggers an edge localized mode (ELM). When the EWM appears, type-I ELM crashes are synchronized with EWM bursts. The EWM-triggered ELMs have a higher frequency and less energy release than those of usual type-I ELMs. This interaction mainly occurs when the EWM with a large amplitude appears. In the SOL region, several measurements indicate ion losses induced by the EWM. Abrupt ion losses through the edge can increase as local pressure gradient at the pedestal that determines the edge stability. Moreover, another interaction that an EWM-triggered ELMs excites marginal resistive (RWM) is observed. Just after the EWM-triggered ELM, an 
distortion appears and decays soon. It is considered that an impact of the induced ELM can excite the marginally stable RWM.
小島 有志; 神谷 健作; 藤田 隆明; 久保 博孝; 井口 春和*; 大山 直幸; 鈴木 隆博; 鎌田 裕; JT-60チーム
Plasma and Fusion Research (Internet), 5, p.015_1 - 015_7, 2010/04
本研究はELMによる周辺部密度の振る舞いを観測し、ELMの物理機構を解明することを目的とする。今まで得ることのできなかった周辺密度分布を高時間・高空間分解能で計測を行うために、中性リチウムビームプローブを新たに開発した。JT-60では中性ビームの輸送距離が6.5mと計測用ビームとしては非常に長くなるため、軌道計算を用いてビームの発散角を最適化したイオン銃を設計・開発し、50mmの大口径ポーラスタングステンを用いた電子ビーム加熱を利用したイオン源を用いて、時間分解能0.5ms,空間分解能1cmの周辺密度分布計測に成功した。それによりELMによる周辺輸送障壁の崩壊現象が初めて詳細に観測でき、type I ELMによる密度崩壊時に周辺密度の低下と線積分密度の低下に時間遅れがあることがわかった。時間遅れの原因として、周辺密度崩壊した後、周辺密度が回復していく時にプラズマ中心部の密度が減少していることが考えられる。また、grassy ELMによる密度崩壊現象の観測に成功し、grassy ELMではtype I ELMよりも密度崩壊が小さいことを明らかにした。
吉田 麻衣子; 坂本 宜照; 末岡 通治; 川俣 陽一; 大山 直幸; 鈴木 隆博; 鎌田 裕; JT-60チーム
Fusion Engineering and Design, 84(12), p.2206 - 2213, 2009/12
被引用回数：17 パーセンタイル：72.83(Nuclear Science & Technology)イオン温度とプラズマ回転計測の高度化及び実時間制御を目的に、まず、これまでの時間分解能を約1桁向上した高速荷電交換再結合分光装置を開発し、実時間でイオン温度とプラズマ回転速度の導出を可能にした。本計測器は、空間30点のイオン温度とプラズマ回転速度を2.5msで計測でき、そのうち任意の空間4点の値を実時間処理している。さらに制御ロジックの開発を行い、実際に空間2点間のイオン温度勾配の実時間制御を実施し、目標値に追随した計測値が得られ、イオン温度の内部輸送障壁の強さを制御することに成功した。さらに、広いダイナミックレンジにわたるトロイダル回転速度の実時間制御に世界で初めて成功した。
小島 有志; 大山 直幸; 坂本 宜照; 鎌田 裕; 浦野 創; 神谷 健作; 藤田 隆明; 久保 博孝; 相羽 信行; JT-60チーム
Nuclear Fusion, 49(11), p.115008_1 - 115008_8, 2009/11
被引用回数：21 パーセンタイル：61.58(Physics, Fluids & Plasmas)本論文は、ITERにおけるダイバータ設計の大きな問題となっているELMによる熱負荷をELM制御によって低減するための物理研究の成果である。新たにプラズマ周辺部の電子密度及びイオン温度を高時間・空間分解能を有する計測器を開発し、その実験結果からトロイダル回転によるELMの変化を観測した。本計測によりELMサイクル中の圧力分布が初めて詳細に観測でき、プラズマ回転をプラズマ電流と逆方向にすることによりtype I ELMによる密度崩壊が小さくなることを示し、その原因がプラズマ周辺部の圧力勾配の違いであることを示した。また、grassy ELMによる密度崩壊現象の観測に成功し、grassy ELMではtype I ELMよりも密度崩壊が小さいことを明らかにした。
松永 剛; 武智 学; 相羽 信行; 栗田 源一; 坂本 宜照; 小出 芳彦; 諫山 明彦; 鈴木 隆博; 藤田 隆明; 大山 直幸; et al.
Plasma and Fusion Research (Internet), 4, p.051_1 - 051_7, 2009/11
将来の核融合炉において、経済性の高い高核融合出力を得るためには高圧力プラズマを定常に維持する必要がある。しかしながらこのようなプラズマでは、抵抗性壁モード(RWM)が発生し到達値を制限すると危惧されている。一方、このモードの安定化にプラズマ回転が重要であることが理論的に予想されている。JT-60ではプラズマ回転を制御することで、RWMの安定化に必要なプラズマ回転の閾値を実験的に明らかにした。この実験により、この閾値が従来の予測値の約15%程度であることがわかり、また閾値の依存性が小さいことから、理想壁限界値まで値を到達可能なことが明らかとなった。本論文では、JT-60において実施されたプラズマ回転によるRWM安定化実験の詳細及び、線形MHD安定性コード(MARG2D)の結果との比較などについて報告する。
浦野 創; 坂本 宜照; 鈴木 隆博; 藤田 隆明; 神谷 健作; 諫山 明彦; 鎌田 裕; 竹永 秀信; 大山 直幸; 松永 剛; et al.
Nuclear Fusion, 49(9), p.095006_1 - 095006_7, 2009/09
被引用回数：7 パーセンタイル：27.5(Physics, Fluids & Plasmas)トカマクにおけるプラズマ電流分布によるHモードプラズマの熱輸送及び周辺ペデスタル構造への影響について調べた。高
のHモードプラズマにおいて高閉じ込め性能が得られることがわかった。電子密度及び電子温度分布が中心ピークする傾向が見られた。コアプラズマの閉じ込め改善度はに強く依存して増加することがわかった。この高化による高閉じ込めはコア部の閉じ込め改善によるものであり、周辺ペデスタル圧力に大きな変化は見られなかった。電流分布のスキャン及び電流値のスキャンの両方で、コアプラズマのエネルギー閉じ込め性能はコア部のポロイダル磁場強度の増加に伴って向上することがわかった。磁気シアの影響については今後の課題である。
坂本 宜照; 松永 剛; 大山 直幸; 鈴木 隆博; 相羽 信行; 竹永 秀信; 諫山 明彦; 篠原 孝司; 吉田 麻衣子; 武智 学; et al.
Nuclear Fusion, 49(9), p.095017_1 - 095017_8, 2009/09
被引用回数：33 パーセンタイル：73.96(Physics, Fluids & Plasmas)ITER定常運転や定常核融合炉を目指した炉心プラズマ開発には、7要素(閉じ込め,規格化ベータ値,自発電流割合,非誘導電流駆動割合,燃料純度,放射損失割合,規格化密度)を、バランスよく同時に高めた総合性能プラズマをITERや核融合炉で想定される条件(低運動量入力,電子温度,イオン温度,安全係数
5)で実証する必要がある。特に、経済的に優れた定常核融合炉のためには、自発電流割合と規格化ベータ値を同時に高めることが主要課題の一つである。JT-60Uでは、MHD不安定性の導体壁による安定化効果を利用して、高自発電流割合を持つ負磁気シアプラズマの高ベータ化に取り組んだ。その結果、規格化ベータ値2.7(従来の1.5倍)とともに9割の自発電流割合を得た。さらに、ITERの定常運転シナリオに匹敵する高総合性能プラズマを、ITERや核融合炉で想定される条件下で生成した。
居田 克巳*; 坂本 宜照; 吉沼 幹朗*; 竹永 秀信; 永岡 賢一*; 林 伸彦; 大山 直幸; 長壁 正樹*; 横山 雅之*; 舟場 久芳*; et al.
Nuclear Fusion, 49(9), p.095024_1 - 095024_9, 2009/09
被引用回数：31 パーセンタイル：71.94(Physics, Fluids & Plasmas)LHDヘリオトロン装置とJT-60Uトカマク装置におけるイオン系内部輸送障壁形成と不純物輸送のダイナミックスの比較について分析した。特に、両装置においてイオン温度等を測定する荷電交換分光装置の高性能化が行われ、次のような新しい知見を得ることができた。まず、内部輸送障壁の形成位置について、JT-60Uでは形成位置が外側へ拡大しつつ局在化するが、LHDではターゲットプラズマに依存して内側あるいは外側に移動する。また、不純物輸送に関しては、JT-60Uでは内向きの対流があるのに対して、LHDでは外向きの対流によって不純物ホールが形成されることを明らかにした。LHDにおいて観測された外向きの対流は、新古典理論の予想と相反しており、今後さらなる分析を行う予定である。
鎌田 裕; 吉田 麻衣子; 坂本 宜照; 小出 芳彦; 大山 直幸; 浦野 創; 神谷 健作; 鈴木 隆博; 諫山 明彦; JT-60チーム
Nuclear Fusion, 49(9), p.095014_1 - 095014_9, 2009/09
被引用回数：2 パーセンタイル：8.15(Physics, Fluids & Plasmas)先進トカマクプラズマにおける圧力分布を決定する物理機構を理解するため、周辺輸送障壁と内部輸送障壁の相関を研究した。(1)Type-I ELMのあるHモードにおいて、周辺ペデスタル部のポロイダルベータ(p-ped)は、全ポロイダルベータ(p-tot)とともにほぼ直線的に上昇することを、広いプラズマ電流領域で明らかにした。また、この関係がプラズマ断面の三角度とともに強くなることを見いだした。(2)ペデスタル蓄積エネルギー(Wped)の増加とともにELMのプラズマ中への侵入距離が深くなり、最終的に内部輸送障壁に達する。この状態になると、内部輸送障壁位置(半径)はそれ以上広がることができなくなり、また、その障壁は弱くなる。このようにして、全熱化蓄積エネルギー(Wth)に対する内部輸送障壁内での蓄積エネルギー(WITB)及びペデスタル蓄積エネルギー(Wped)が一定となる。また、Type I ELMによる周辺部のトロイダル運動量の減少は、熱エネルギーの減少に比べて大きいこと、さらに、ELM侵入距離はトロイダル回転の方がイオン温度よりも深く、内部輸送障壁内部に達することを見いだした。これが内部輸送障壁の劣化につながっているかも知れない。
鈴木 隆博; 大山 直幸; 諫山 明彦; 坂本 宜照; 藤田 隆明; 井手 俊介; 鎌田 裕; 内藤 磨; 末岡 通治; 森山 伸一; et al.
Nuclear Fusion, 49(8), p.085003_1 - 085003_8, 2009/08
被引用回数：8 パーセンタイル：30.67(Physics, Fluids & Plasmas)定常運転が必要とされる核融合炉にとって必須でありながら実現が困難であった定常性と経済性を同時に有するプラズマの開発に関する成果を報告する。定常性に関しては、(1)トランスの原理によらない完全非誘導電流駆動状態でかつ(2)プラズマの安定性を決定する電流分布の定常状態を実現し、しかも経済性にとって重要な二つの条件,(3)高い自発電流割合50%以上,(4)比較的低い安全係数q95=5.8を満たすプラズマを世界で初めて開発した。この領域は国際熱核融合実験炉(ITER)の定常運転シナリオで想定される領域であり、このような定常運転領域が存在するかは実証されていなかった。開発したプラズマは到達できる圧力の強い制限となるポロイダル=トロイダルモード数が1/1, 3/2, 2/1の電磁流体力学的(MHD)不安定性に対して安定となる適切な電流分布を高周波電流駆動及び中性粒子ビーム電流駆動により実現し維持しているという特筆すべき特徴を有する。このため達成した圧力(規格化圧力1.6)はMHD不安定性には制限されておらず、完全非誘導電流駆動が実現できる電流駆動パワーと高周波がプラズマに侵入できる密度により制限されている。上記の成果を得る過程では、電流分布が定常状態に達成していないプラズマも得られた。そのようなプラズマでは電流分布が変化することによってMHD不安定性の発生が観測された。これにより電流分布の定常性が重要であることを明確に示した。
Sips, A. C. C.*; Casper, T.*; Doyle, E. J.*; Giruzzi, G.*; Gribov, Y.*; Hobirk, J.*; Hogeweij, G. M. D.*; Horton, L. D.*; Hubbard, A. E.*; Hutchinson, I.*; et al.
Nuclear Fusion, 49(8), p.085015_1 - 085015_11, 2009/08
被引用回数：53 パーセンタイル：87.16(Physics, Fluids & Plasmas)ITERにおける放電の時間発展に関して、実験的に検証した。すなわち、着火から電流立ち上げ,電流フラットトップ,電流立ち下げである。着火に関しては、JETのような大型トカマクではECRFによる補助なしで、またECRFによる補助が有る場合にはすべての装置でITERの要求である一周電界
0.35V/mでの着火を確認できた。立ち上げ時には、早期にダイバータ移行し大きなプラズマ断面を早くに形成することによりインダクタンスをよく制御できることがわかった。フラットトップでの種々の特性、特にH-mode遷移後と逆遷移後のインダクタンスの変化についてデータが得られた。
plasmas in the JT-60U tokamak松永 剛; 相羽 信行; 篠原 孝司; 坂本 宜照; 諫山 明彦; 武智 学; 鈴木 隆博; 大山 直幸; 朝倉 伸幸; 鎌田 裕; et al.
Physical Review Letters, 103(4), p.045001_1 - 045001_4, 2009/07
被引用回数：45 パーセンタイル：84.91(Physics, Multidisciplinary)We have observed bursting modes driven by trapped energetic particles in the high- plasmas where the resistive wall mode (RWM) is marginally stable by plasma rotation. This mode can directly trigger the RWM despite enough plasma rotation for RWM stabilization. Mode structure is radially extended and mode frequency corresponds to the precession frequency of the trapped particle from the perpendicular neutral beams. We have concluded that the mode is the energetic particle branch as the results of the interaction between the energetic particle and a marginally stable RWM, and then, it is named as "energetic particle driven wall mode (EWM)".
大山 直幸; 諫山 明彦; 松永 剛; 鈴木 隆博; 竹永 秀信; 坂本 宜照; 仲野 友英; 鎌田 裕; 井手 俊介; JT-60チーム
Nuclear Fusion, 49(6), p.065026_1 - 065026_10, 2009/06
被引用回数：42 パーセンタイル：80.26(Physics, Fluids & Plasmas)ITERハイブリッドシナリオのためのJT-60Uにおける長パルス放電の性能と維持時間が改善した。ダイバータリサイクリングの上昇によって放電後半にペデスタル部の密度が上昇しても、中心加熱NBIユニットを用いることで中心部でピークした密度分布を維持することができた。規格化ベータ値2.6、熱化プラズマの閉じ込め改善度1以上をITERで想定される低いトロイダル回転速度でも25秒間(電流拡散時間の14倍)維持することができた。この放電では、規格化ベータ値と熱化プラズマの閉じ込め改善度の積は2.6と高いことにより、エネルギー増倍率の指標であるGファクターは0.25(ITERの標準運転では0.2)に到達した。また、ピークした圧力分布によって自発電流割合も0.43以上である。
諫山 明彦; 松永 剛; 小林 貴之; 森山 伸一; 大山 直幸; 坂本 宜照; 鈴木 隆博; 浦野 創; 林 伸彦; 鎌田 裕; et al.
Nuclear Fusion, 49(5), p.055006_1 - 055006_9, 2009/05
被引用回数：63 パーセンタイル：89.51(Physics, Fluids & Plasmas)本論文では、JT-60Uにおける電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)を用いた新古典テアリングモード(NTM)の安定化に関して述べている。
のNTMを完全に安定化するために必要な最小の電子サイクロトロン(EC)波パワーを実験的に調べた結果、JT-60Uの実験条件では、NTM発生位置におけるEC駆動電流密度と自発電流密度との比が約0.4-0.5であることがわかった。また、のNTMの回転に同期してECCDを変調した結果、変調しない場合に比べ2倍以上安定化効果が大きいことがわかった。また、磁気島のX点に入射した場合はNTMが不安定化されることが実験的に初めて観測された。さらに、変調の位相と安定化効果に関するモデル計算の結果と比較した結果、実験結果とおおむね一致することがわかった。
