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論文

New method to measure the rise time of a fast pulse slicer for laser ion acceleration research

森 道昭; 余語 覚文; 桐山 博光; 西内 満美子; 小倉 浩一; 織茂 聡; Ma, J.*; 匂坂 明人; 金沢 修平; 近藤 修司; et al.

IEEE Transactions on Plasma Science, 36(4), p.1872 - 1877, 2008/08

 被引用回数:7 パーセンタイル:30.94(Physics, Fluids & Plasmas)

本グループでは、京都大学・電力中央研究所・GIST等と共同でレーザー駆動プロトンビームの利用に向け、レーザー・ターゲット双方からエネルギー/変換効率/Emittanceの最適化に関する研究を進めている。本論文はその研究の過程において開発したレーザー駆動高エネルギープロトンビーム発生におけるチャープパルスを用いた高速パルススライサー装置の新たな性能評価法と、その後に行ったイオン加速実験に関する結果をまとめたものである。この研究開発によって、新手法の有意性を明らかにするとともに、プレパルスの抑制により最大2.3MeVのプロトンビームの発生を実証しプレパルスがプロトンビームの高エネルギー化に重要な役割を果たすことを明らかにした。

論文

Simultaneous proton and X-ray imaging with femtosecond intense laser driven plasma source

織茂 聡; 西内 満美子; 大道 博行; 余語 覚文; 小倉 浩一; 匂坂 明人; Li, Z.*; Pirozhkov, A. S.; 森 道昭; 桐山 博光; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 46(9A), p.5853 - 5858, 2007/09

 被引用回数:16 パーセンタイル:55.33(Physics, Applied)

高強度短パルスチタンサファイヤレーザーを使って、数MeVのプロトンとkeVのX線と同時に同じ場所から発生させることが可能である。今回、X線とプロトンのソースから10mm離れたサンプルの同時投影像を測定することに成功した。この実験はとてもシンプルな実験であるが、数100fsからpsの分解能を持っている。ディテクターとして、CR39とイメージングプレートを使用した。この方法によってミクロン構造の正確な観測に応用可能である。

論文

High-energy, high-contrast, multiterawatt laser pulses by optical parametric chirped-pulse amplification

桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基; 山本 洋一*; 田上 学*; 圷 敦; 下村 拓也*; 近藤 修司; 金沢 修平; 大道 博行; et al.

Optics Letters, 32(16), p.2315 - 2317, 2007/08

 被引用回数:46 パーセンタイル:87.9(Optics)

小型で高信頼性,高出力,高コントラスト動作が可能な非平行光パラメトリックチャープパルス増幅器(OPCPA)の開発を行った。広スペクトル帯域チタンサファイアレーザー発振器からの出力光をシード光とし、このシード光を回折格子を用いたパルス拡張器によりパルス幅を伸張し、タイプI位相整合のBBO-OPCPAに入射した。OPCPAにより、0.1nJのシード光を10Hzの繰り返し動作で10億倍以上の高い利得で122mJにまで増幅した。最後にパルス圧縮を行うことにより、19fsのパルス幅を得た。ピークパワーで3.2TW、平均出力で0.62Wを得た。また、ピコ秒の時間領域において、8桁以上の高いコントラストを達成した。

論文

Development of laser driven proton sources and their applications

大道 博行; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 織茂 聡; 西内 満美子; 森 道昭; Ma, J.-L.; Pirozhkov, A. S.; 桐山 博光; 金沢 修平; et al.

Proceedings of 7th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO-PR 2007) (CD-ROM), p.77 - 79, 2007/00

10の$$^{17}$$W/cm$$^{2}$$以上に集中させた高強度レーザーを用いて、陽子加速器を開発している。プラズマパラメータと陽子エネルギー範囲を、レーザー照射ごとにリアルタイム検出器を用いてモニターした。実用可能なMeV級の陽子エネルギーを安定して得ることに成功した。

報告書

核融合炉ブランケット材料のための照射後試験施設に関する検討

山田 弘一*; 河村 弘; 土谷 邦彦; 石塚 悦男; 内田 宗範*; 圷 陽一; 本木 良蔵; 渡辺 渡; 平田 省吾*

JAERI-Tech 2004-036, 138 Pages, 2004/03

JAERI-Tech-2004-036.pdf:4.07MB

本報告書は、核融合炉ブランケット材料の照射後特性試験施設を設置するにあたり、施設概念を明らかにし、施設整備の第一段階である材料試験を行うための「トリチウム増殖関連材料実験設備」を焦点にして検討を行ったものである。核融合炉ブランケット研究開発を進めるために、37TBq(1000Ci)規模のトリチウムと$$gamma$$線源を同時に有する試料の照射後試験を非密封で行える施設が必要である。そこで、本報告書では、合理的な照射後試験施設整備を進めるための検討の一環として、既存施設を有効利用して施設整備を行う場合を想定し、具体的に検討すべき項目やその内容についてのモデルケースをまとめた。具体的な既存施設としては、大洗研究所内に既存のRI利用開発棟施設を取り上げ、本施設への改造整備方法について検討を行った。

報告書

高温工学試験研究炉における1次上部遮へい体用材料中の水分量検討

角田 淳弥; 沢 和弘; 茂木 春義; 板橋 秀治; 北見 俊幸; 圷 陽一; 渕田 安浩*; 川口 徹*; 守屋 正裕*

JAERI-Research 99-054, p.41 - 0, 1999/09

JAERI-Research-99-054.pdf:1.19MB

高温工学試験研究炉の1次上部遮へい体は、鉄枠中に遮へい体であるコンクリート(グラウト)を封入したものである。1次上部遮へい体の主な機能は、燃料取扱フロア、スタンドパイプ室の線量当量率が遮へい区分の制限値を満足するように炉心からの中性子及び$$gamma$$線を減衰させることである。温度が上昇した場合に特に重要になるもののひとつに、中性子遮へいに大きな影響を与えるコンクリート中の水の含有量(含水量)がある。そこでコンクリート温度と含水量の関係を把握するために、炉外試験を行った。本試験結果に基づき、コンクリートからの水の散逸挙動のモデルを作成した。そのモデルを1次上部遮へい体に適用した結果、1次上部遮へい体の温度が110$$^{circ}C$$以下であれば、遮へい評価に用いている含水量が保持されるという結論を得た。

論文

Hydration and microstructure of irradiated concretes

柿崎 正義*; 出井 義男; 助川 武則; 圷 陽一; 栗岡 均*; 鈴木 清孝*

日本建築学会構造系論文集, (517), p.1 - 9, 1999/03

本研究は、発電炉の寿命を予測するための基礎資料を得ることを目的に、実際に運転された原子炉で長時間にわたって放射線を照射されたJPDRの生体遮蔽コンクリートの試験体とJPDRと同様の温度条件下におけるモデル試験体の水和特性と微細構造の挙動について究明した。主な結果は、次の通りである。(1)SEM観察の結果、針状結晶は、炉心側試料の方が外側に比べて発達の度合いが大きい。モデル試験体のエトリンガイトとC-S-Hの針状結晶と同じであった。(2)結合水量は、炉心側の方が外側に比べて約5%大きいが、モデル試験体では4~6%大きくなり、JPDRの分析結果と同じ傾向を示した。(3)X線回折による水和生成物は、モデル試験体のときモノサルフェート、Ca(OH)$$_{2}$$のピークが強く検出されており、JPDRの分析結果と一致していた。(4)細孔径分布は、炉心側の方が外側より小さい細孔径が多く存在しており、この傾向はモデル試験体のシール有り(炉心側を想定)の場合とよく一致していた。(5)モデル試験体の水和特性と微細構造は、生体遮蔽コンクリートの結果と特に変化を生じていないという試験結果を裏付けるデータの一つであると考えられる。

論文

Design and validation test of seismic isolation for ITER

中平 昌隆; 武田 信和; 高橋 弘行*; 薬研地 彰*; 圷 陽一; 多田 栄介; 矢花 修一*

Proceedings of 7th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-7) (CD-ROM), 10 Pages, 1999/00

国際熱核融合実験炉(ITER)は、日・米・欧・露の4極による国際協力のもと工学設計が進められて、直径・高さともに約30~40m、重量約50,000tという大型の装置である。ITERでは、炉内構造物や超伝導磁石などさまざまな機器が400~-270$$^{circ}$$Cという幅広い異なる温度で運転され、その熱膨張あるいは収縮による相対変位を吸収するために各装置の重力支持脚は水平方向に柔軟な構造となっている。このように重量物を柔軟支持で支える構造は通常見られず、その動的応答等は複雑である。また、設計上0.2Gを超える地震力に対しては、免震により対処しなければならない。この時免震要素は高面圧下での使用となり、実績は少ない。本論文は、柔軟支持をもつトカマク構造体の動的応答性状、積層ゴム免震要素の性能試験並びにトカマクの縮小モデルを用いた振動試験の概要について述べる。

論文

JRR-4の改造; 原子炉建家の改修等

中村 清; 井坂 正規; 亀山 巌; 中島 照夫; 圷 陽一; 堀口 隆; 成瀬 日出夫

UTNL-R-0378, p.6.1 - 6.9, 1999/00

JRR-4は、昭和40年建設以来30年にわたり安全に運転され、遮へい実験、炉物理実験、RI生産、放射化分析、Si半導体生産、教育訓練等に幅広く利用されてきた。しかし、核不拡散政策に伴う燃料の濃縮度低減化、長期運転による施設の経年変化及び利用者の新たなニーズに対応するために原子炉施設の改造を行った。改造範囲は、低濃縮度燃料への変更、原子炉建家改修、非常用排気設備の新設、非常用電源の多重化、計測制御設備の更新、医療用照射設備の利用設備の新設など多岐にわたって行った。これらのうち、おもに原子炉建家改修とそれと関連した事柄について発表する。

論文

Effect of seismic isolation on the tokamak in ITER

常松 俊秀; 難波 治之*; 圷 陽一; 大川 慶直; 薬研地 彰; 武田 正紀*; 矢島 健作*; 新田 義雄*; 小林 健一*; 前田 郁生*; et al.

Fusion Engineering and Design, 41(1-4), p.415 - 420, 1998/09

 被引用回数:3 パーセンタイル:32.94(Nuclear Science & Technology)

ITERトカマクは運転時の熱応力と重力支持並びに耐ディスラプション支持のために従来の大型機器に比べて柔構造になっており、現在の設計は0.2Gの地震力に対する設計がなされている。この設計をさらに大きな地震が想定されるサイトに建設した場合のオプションとして免震の採用が提案されており、本論文では建屋、トカマクを含めた振動解析モデルを使い免震を導入した時のトカマクへの地震力の影響を解析し、その結果から免震採用時の技術的課題を摘出している。

論文

放射線を照射されたコンクリートの環境特性と力学的性質に関する研究

柿崎 正義*; 出井 義男; 助川 武則; 圷 陽一; 畑野 肇*; 栗岡 均*

日本建築学会構造系論文集, 0(488), p.1 - 10, 1996/10

経年変化研究の一環として、長期間運転されたJPDRの生体遮蔽コンクリートの環境並びに力学的特性に関する調査を行った。調査項目の環境特性では(1)中性子及び$$gamma$$線照射量、(2)温度分布、力学特性では(1)圧縮強度、(2)静弾性係数、(3)ポアソン比等についてまとめてある。1)中性子及び$$gamma$$線照射量は、大型発電炉の40年運転時に受けるであろう照射量に相当している。2)コンクリート内の温度分布は、$$gamma$$線照射に伴う$$gamma$$発熱に大きく依存する。3)1$$times$$10$$^{18}$$n/cm$$^{2}$$までの中性子照射量では圧縮強度の低下は認められず、わずかに上昇することが確認された。以上のように実際に使用されてきた生体遮蔽コンクリートの調査から、貴重なデータが得られた。

論文

建家3次元免震装置の開発,その3; 3次元免震装置特性試験

圷 陽一; 大川 慶直; 鈴木 偉之; 下田 郁夫*; 池永 雅良*; 佐々木 浩介*; 鈴木 道明*

日本建築学会大会学術講演梗概集, 0, p.1147 - 1148, 1996/00

国際熱核融合実験炉建家に免震装置を適用すべく、建家3次元免震装置(1000ton支承)の開発を進めている。本装置は、上下免震要素として金属風船(ここでは、ベローズタイプを採用)、水平免震要素として鉛入り積層ゴムから構成される。ベローズタイプ金属風船は、LNGタンク施設等において大口径・高圧力条件下で使用実績のある補強リング付きのステンレス製5層のベローズで、異常漏洩に備えて二重にしてある。水平・上下の2軸方向で静的・動的装荷試験を行い、十分な免震特性を1/5縮小モデル試験体により確認できたので報告する。

論文

電気絶縁鉄筋を利用したコンクリート構造物の設計研究,その13; 電気的ひび割れモニタのための基礎実験

圷 陽一; 大川 慶直; 鈴木 偉之; 野村 由紀夫*; 中越 章雄*; 渡辺 銀市*

日本建築学会大会学術講演梗概集, 0, p.1337 - 1338, 1995/00

本研究は、核融合実験炉のトリチウム閉じ込めの最終隔壁である建家構造体の健全性モニタリングのため、電気絶縁鉄筋を用いてコンクリートのひび割れをモニタリングすることを目指した研究である。基礎的実験により、次の知見を得た。ひび割れの増加に伴いインピーダンスの増加傾向が見られた。またひび割れ発生までは、載荷荷重の増加に伴いインピーダンスの増加が見られた。しかしながらひび割れ1ヵ月後のひび割れ安定時においては、インピーダンスの変化は見られなかった。

論文

建家3次元免震装置の開発,その2; 核融合実験炉の研究開発

大川 慶直; 圷 陽一; 鈴木 偉之; 下田 郁夫*; 池永 雅良*; 佐々木 浩介*; 鈴木 道明*

日本建築学会大会学術講演梗概集, 0, p.1047 - 1048, 1995/00

現在、日本原子力研究所では、核融合実験炉に適用すべく三次元免震装置の研究開発を実施している。その開発の目標として、水平振動を従来の積層ゴムによる二次元免震装置に負担させ、空気バネを利用した、金属風船に垂直振動を負担させたコンビネーションタイプを提唱し開発に当たっている。今回は核融合装置における、免震装置の有用性についてと、垂直振動を負担させる空気バネ方式の概要とその方式の一案であるベローズタイプの縮小モデルの初期的実験の報告を行うものである。

論文

Probabilistic evaluation of seismic isolation effect with respect to siting of a fusion reactor facility

武田 正紀*; 大川 慶直; 古村 利幸*; 圷 陽一; 広谷 勉*

Seismic,Shock,and Vibration Isolation 1995 (PVP-Vol. 319), 0, p.317 - 322, 1995/00

現在、核融合の実現をめざして国際熱核融合実験炉計画(ITER)が進められている。本計画は、国際的に多国間で共同実施されており、実現の際には各国の技術上の規格基準の差が問題となってくることが予想されている。特に耐震構造に関しては重要である。そこで我国に実験炉を建設する場合に耐震設計の基になる地震の入力を免震装置により低下させる場合の効果について国内次期装置(FER)をモデルとして検討を行った。今回その効果について報告する。

論文

実験炉施設の立地に関わる免震効果の確率的評価

武田 正紀*; 大川 慶直; 圷 陽一; 鈴木 偉之; 古村 利幸*; 広谷 勉*

日本建築学会大会学術講演梗概集, 0, p.45 - 46, 1994/09

ある地域に建てられた耐震建家について、それよりハザードの高い地域への立地手段として免震構造化する可能性を、建家と機器の年損傷確率の比較により、大局的に把握した。周期領域の異なる免震構造と耐震構造の建家をできるだけ公平に確率論的に評価した結果、同じサイトで建家の信頼性が、同等の時、機器には、免震効果が現われる。さらに免震建家の地震ハザードが高くなっても、機器の信頼性をほぼ同等とする免震構造化が可能なことを示した。

論文

$$gamma$$線を照射したエポキシ塗装鉄筋の電気的絶縁特性

池谷 充*; 圷 陽一; 大川 慶直; 鈴木 偉之; 中越 章雄*; 堀内 誠*; 飯島 勇*

日本建築学会大会学術講演梗概集, 0, p.907 - 908, 1994/09

核融合実験炉コンクリート構造物は、強磁場の変動により誘導される電流の拡散防止、避雷設備の健全化への貢献、照射環境下での耐久性等を考慮した電気絶縁設計が必要となる。本報告は、電気絶縁鉄筋としてエポキシ塗装した鉄筋の$$gamma$$線照射(200MGy)後の電気絶縁性能試験の報告である。$$gamma$$線の照射で劣化したエポキシ塗膜の電気絶縁性能は、絶乾コンクリート中では、ほとんど影響なく見られたが、湿潤状態のコンクリート中では、10MGy程度の照射量から低下する傾向が見られた。しかしながら、その場合のインピーダンスは、0.1M$$Omega$$・cm$$^{2}$$以上であり、十分な絶縁性能を持っていることが、確認された。

論文

免震積層ゴム支持機能の電気的モニタリング法の開発,その1; 積層ゴムの電気的特性試験

圷 陽一; 大川 慶直; 鈴木 偉之; 佐々木 浩介*; 池永 雅良*; 下田 郁夫*

日本建築学会大会学術講演梗概集, 0, p.1727 - 1728, 1994/00

本研究は、核融合実験炉建家の免震装置の支持機能をモニタリングするシステム開発を目的としたものである。筆者らは、ゴムの力学性能をその劣化は、ゴム内部構造の性質とその変化によるものであり、さらにこのゴム内部構造の性質とその変化は、ゴムの電気的特性として表わせるのではないか、との仮定のもとに、積層ゴムの電気的モニタリングの研究開発を進めている。本報告は、免震ゴムの引張り試験と、小型積層ゴムの圧縮、せん断試験における応力・変形と電気的特性(インピーダンス)の概略の関係から、支持機能モニタリングの可能性を見い出したことの報告である。

論文

電気絶縁鉄筋を利用したコンクリート構造物の設計研究,その12; モニタリング試験

野村 由紀夫*; 圷 陽一; 大川 慶直; 中越 章雄*; 鈴木 偉之

日本建築学会大会学術講演梗概集, 0, p.171 - 172, 1994/00

これまでの研究により、コンクリートの電気的特性に影響を与える主因子として水が考えられる。本研究では、コンクリート水分量のモニタリングにより、コンクリート構造体の劣化状況を把握できるのではないかと考え、電気絶縁鉄筋を電極として利用した建家構造体の電気的特性のモニタリング法を検討した。コンクリートモニタリング試験、鉄筋コンクリート長期モニタリング試験、実構造物モニタリング試験の3種類の試験を行った結果、気温・湿度の環境条件により、コンクリートの電気的特性が影響を受けていることが明らかになった。また、絶縁鉄筋を電極として利用した実構造物の電気的特性のモニタリングの可能性を見いだした。

論文

建家3次元免震装置の開発,その1; 核融合実験炉の研究開発

大川 慶直; 圷 陽一; 鈴木 偉之; 佐藤 瓊介*; 下田 邦夫*; 池永 雅良*; 佐々木 浩介*

日本建築学会大会学術講演梗概集, 0, p.1725 - 1726, 1994/00

国際協力の下に現在建設計画が進められているITER炉は炉心重量約25000tonが想定され全システムはかなりの規模になると予想される。この建設計画を日本に誘致する事も含めて検討、建家3次元免震装置開発の基礎的実験を行ったので報告する。本装置は従来の2次元免震(水平免震)に加え垂直方向の免震を考慮した3次元免震装置で、日本原子力研究所が特許を保持している。通称金属風船を利用したもので、ある種の金属を超塑性加工して製作したもので従来にない概念を導入したものである。今回、小規模の駆動実験をおこない、今後の研究開発により実現の可能性を見出した。

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