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東條 寛; 波多江 仰紀; 佐久間 猛; 濱野 隆; 伊丹 潔; 相田 善明*; 水藤 哲*; 藤江 大二郎*
Review of Scientific Instruments, 81(10), p.10D539_1 - 10D539_3, 2010/10
被引用回数：10 パーセンタイル：41.91(Instruments & Instrumentation)JT-60SAにおけるトムソン散乱計測のための集光光学系の設計を行った。YAGレーザーをトロイダル接線方向に入射した場合において、4種類のガラス材を集光光学系のレンズに採用し色収差を補正することで、画角が大きく、コンパクトな集光光学系を設計した。集光光学系は3つのポートに取り付けられ、径方向ほぼ全域が計測可能である。また、高空間分解能,高精度を伴うプラズマ周辺部計測に用いるポリクロメータにおいて、使用するバンドパスフィルターの透過波長域パターンの最適化を行った。最適化にはすべての空間チャネルにおける設計パラメータ(集光立体角,散乱角,有効プラズマ長,散乱長)とダブルパスレーザーシステムを採用することが考慮されている。その結果、約5mmの空間分解能で電子温度及び一部の範囲の電子温度の計測が要求されている精度で計測できる見積もりを得た。
東條 寛; 波多江 仰紀; 佐久間 猛; 濱野 隆; 篠原 孝司; 伊丹 潔; 相田 善明*; 水藤 哲*; 藤江 大二郎*
no journal, ,
JT-60SAのトムソン散乱計測の集光光学系の概念設計を行った。計4種のガラス材を含んだ7-9枚のレンズからなる屈折系光学系を採用し、色収差を抑制した(解像度は1mm以下)。また集光光学系を計3つのポート(P1, P2, P5)に設置することで、径方向ほぼ全域の計測が可能になる見込みを得た。集光光学系はクライオスタットから真空容器ポートまでアクセスするポートプラグ内に収納する必要がある。プラズマ電流が5MA/8msの時間スケールで減少するディスラプションを想定した場合、板厚30mmで、ポートプラグ先端部から500mm程度の領域まで0.1MA/m
のオーダーの渦電流が生じると考えられている。先端部の板厚を20mmにすることで、渦電流が流れにくく、最大主応力が設計応力以下に抑える設計が可能となった。
伊海田 陸*; 関川 卓也; 樋川 智洋; 日下 良二; 大野 義章*; 甲斐 健師
no journal, ,
高レベル廃液からのマイナーアクチノイド(MA)や希土類元素(RE)抽出にはテトラジグリコールアミド(TODGA)が用いられるが、長時間使用すると
線による放射線分解のために抽出性能が低下することが報告されている。しかし、その要因は十分に解明されていない。本研究では、第一原理電子状態計算(OpenMX)で電離に伴うTODGAの電子状態・分子構造変化を解析した。その結果、電離したTODGAは、分子内プロトン移動を起こし3種類の中間体を生成することを明らかにした。これらの高速化学反応は、TODGAの放射線分解における新たに発見された物理化学現象であり、後続の化学反応過程を解析するための新たな初期条件となる。
伊海田 陸*; 関川 卓也; 樋川 智洋; 大野 義章*; 甲斐 健師
no journal, ,
高レベル放射性廃液の中からマイナーアクチノイド(MA)や希土類元素(RE)を抽出する際に、Tetra-Octyl-DiGlycol-Amide (TODGA)と呼ばれる有機分子が利用される。実際の抽出プロセスではTODGAを溶かした油性の有機溶媒と高レベル廃液を撹拌することで、有機層にTODGAと結合したMA、REを抽出する。しかし、TODGAを長時間使用すると線による放射線分解のために抽出性能が低下することが報告されている。また、TODGA抽出剤の放射線分解に関する物理・物理化学過程は十分に解明されていない。そこで本研究では第一原理計算ソフトウェアOpenMXを用いて、電離が引き起こされたTODGAの物理・物理化学過程における分子構造変化を計算した。その結果、実験で得られている分解生成物に対応した分子構造変化や、分子内プロトン移動が見られた。この過程の解明はTODGAの劣化挙動や線による水素発生のメカニズムを明らかにすることに繋がる。
の超伝導転移温度のキャリア密度依存性; テトラへドロン法を用いた解析II伊海田 陸*; 関川 卓也; 大野 義章*; 佐野 和博*; 枡田 佳美*
no journal, ,
Nbなどを希薄に混ぜたSrTiOは、自由電子が最も希薄な超伝導体の1つとして研究されてきた。同時にSrTiOは低温で巨大な誘電率を示すが、酸素16の酸素18置換や、SrのCa置換により強誘電転移が起こる物質でもある。さらに強誘電転移が起こる付近の置換濃度で超伝導転移温度Tcの増加が観測されている。しかし、強誘電性と超伝導の関係は解明されていない。そこで本研究では第一原理計算ソフトウェアQuantum ESPRESSOを用いて超伝導転移温度の最高値を示す近傍の自由電子密度領域で強誘電性、超伝導に関する物理量を計算した。その結果、自由電子密度の減少とともに強誘電転移の兆候と見られる結晶振動の周波数低下が得られた。さらに自由電子密度の減少とともにTcが増大する結果も得られた。この結果は、SrTiOにおける強誘電性と超伝導の関係の理論解明につながる。
谷塚 英一; 波多江 仰紀; 水藤 哲*; 相田 善明*; 草間 義紀
no journal, ,
ITERの周辺プラズマ計測では、r/a
0.85の領域の電子温度と電子密度の空間分布を、5mmの空間分解能及び10msの時間分解能で測定することが要求されている。この要求を満たすよう、周辺トムソン散乱計測のための、ポート内外における光学系の設計を進めている。ポート外に設置する収差補正のための光学系を用いることにより、5mmの空間分解能を達成可能な解像力を持つ集光光学系を設計できた。光学機器の組立時と実験時では温度,真空度,磁場等の環境が異なるため、結像位置のずれが起こる。実機の配置に基づいた光線追跡を行い、組立時,実験開始時、プラズマ電流立ち上げ後の結像位置の変化を評価した。ポート外の光学系はポートに固定し、真空容器全体とともに動くようにすることにより、結像のずれを大幅に低減できることを示した。
based on the first-principles calculations伊海田 陸*; 佐野 和博*; 枡田 佳美*; 関川 卓也; 大野 義章*
no journal, ,
太陽電池や光触媒として利用されるSrTiOはNbなどによる電子注入(ドープ)を行った系で超伝導を示す一方、ドープによる結晶不安定性も示し、超伝導の実現はドープと結晶不安定性と競合関係にある。結晶不安定性はよく理解されていないため、本研究では第一原理計算ソフトウェアQuantum ESPRESSOを用いて、電子ドープ量をパラメータとしたSrTiOの電子状態を計算した。その結果、電子ドープ量を減らすことで強誘電転移が原因と考えられる結晶振動の周波数低下(ソフト化)の解を得ることに成功し、同時に超伝導転移温度が上昇する結果を得た。この結果とは先行研究の実験結果とも整合している。本研究は、長年の未解決問題であったSrTiOの超伝導メカニズムを解明するための新たな知見となる。
