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新井 和邦*; 二ノ宮 晃*; 石郷岡 猛*; 高野 克敏*; 中嶋 秀夫; Michael, P.*; Vieira, R.*; Martovetsky, N.*; Sborchia, C.*; Alekseev, A.*; et al.
Cryogenics, 44(1), p.15 - 27, 2004/01
被引用回数：3 パーセンタイル：14.94(Thermodynamics)ITER計画のもとで中心ソレノイド・モデル・コイルの試験を行い、コイルで発生するAE信号を直流運転時に測定した。その結果、コイルで発生するAE信号は、超伝導導体で発生する交流損失と関係があることが明らかになった。このことは、コイルの繰り返し通電時の撚線の動き及び素線間接触の剥がれにより交流損失が発生し、それらの動きをAE信号として測定したことを示している。また、AE信号はコイルのバランス電圧で見られる電圧スパイクとも関係があり、機械的攪乱が存在していることが明らかとなった。このことから、CSモデル・コイルにおいては、機械的攪乱の発生場所はAE信号及び電圧スパイクの情報を用いることで求めることが可能である。
中島 宏; 高田 弘; 春日井 好己; 明午 伸一郎; 前川 藤夫; 甲斐 哲也; 今野 力; 池田 裕二郎; 大山 幸夫; 渡辺 昇; et al.
Proceedings of 6th Meeting of the Task Force on Shielding Aspects of Accelerators, Targets and Irradiation Facilities (SATIF-6), (OECD/NEA No.3828), p.27 - 36, 2004/00
米国ブルックヘブン国立研究所AGS(Alternating Gradient Synchrotron)加速器を用いて行われている一連の核破砕ターゲット実験及びその解析の概要について報告する。本実験では、中性子発生特性,遮蔽設計パラメータに関する情報を得ることを目的として、AGS加速器から得られる数GeV,数百kJの陽子ビームを水銀核破砕ターゲットに入射し、そこで発生する二次粒子を用いて、中性子工学及び遮蔽に関する実験を過去4年間にわたって行ってきた。昨年、遮蔽実験を行うとともに、これまでの実験結果の解析を通して大強度陽子加速器施設の設計コードの精度検証が精力的に行われている。本報告では、昨年行った遮蔽実験の最新結果及びこれまで行ってきた実験解析の結果について紹介する。
D
) in JT-60U仲野 友英; 東島 智; 久保 博孝; 柳生 純一; 新井 貴; 朝倉 伸幸; 伊丹 潔
Journal of Nuclear Materials, 313-316(1-3), p.149 - 152, 2003/03
被引用回数：32 パーセンタイル：86.43(Materials Science, Multidisciplinary)JT-60では酸素不純物と粒子リサイクリングを低減するためにデカボラン (BD) を用いたボロン化処理を行った。しかし、デカボランに含まれる軽水素が重水素プラズマを希釈することが問題であった。調整用トカマク放電数を減少させるために、重水素化デカボラン(BD)を用いたボロン化処理を近年導入した。本研究では同一放電条件の放電を定期的に繰り返し、重水素化デカボランを用いたボロン化処理の効果の持続性を調べた。中性粒子ビーム加熱4MWのLモード放電において、20gのデカボランを用いたボロン化処理では、主プラズマの酸素量は1.9%から1.3%までにしか減少させることができなかったが、70gのデカボランを用いたボロン化処理では、2.2%から0.5%まで減少させることができた。その後、酸素量は徐々に増加したが、約400ショットの間、約1%以下に抑えることができた。また、10-20gのデカボランを用いたボロン化処理を繰り返すことにって主プラズマの酸素量を約0.5%に維持することに成功した。講演では、構築したデータベースに基づいて、デカボランの使用量と頻度の最適化について議論する。
後藤 純孝*; 柳生 純一; 正木 圭; 木津 要; 神永 敦嗣; 児玉 幸三; 新井 貴; 田辺 哲朗*; 宮 直之
Journal of Nuclear Materials, 313-316, p.370 - 376, 2003/03
被引用回数：47 パーセンタイル：92.46(Materials Science, Multidisciplinary)JT-60UのW型ダイバータ領域で使用された黒鉛タイル表面上の損耗・再堆積膜分布を測定した。タイルの使用時期は1997年6月-1998年10月のプライベートフラックス領域内側からの片側排気時期で、2度のボロニゼーション、約3000回以上のD-D放電が実施された。トロイダル方向の損耗深さをダイヤルゲージにより、また再堆積膜厚さは断面SEM観察により実測し、膜の元素組成と膜中のホウ素の化学結合状態をX線光電子分光法(XPS)で解析した。外側ダイバータ板表面は損耗が支配的で、最大損耗深さ20マイクロメータが、また内側ダイバータ板では再堆積が支配的で、再堆積膜最大厚さは60マイクロメータであった。再堆積膜の下部は柱状微構造で、厚い膜では層状構造との多層構造が観察された。再堆積膜の組成は主成分の炭素の他、3-4%のホウ素,0.6%以下の酸素、Ni,Fe,Crであり、ホウ素は炭素と結合している可能性が最も高い。一方ドーム領域では、外側ウィング及び頭頂部タイル上では連続的な再堆積膜は観察されず、内側ウィングタイルの上部領域には20マイクロメータ厚さの再堆積膜が認められた。損耗・再堆積のポロイダル非対称性はダイバータ領域におけるプラズマ粒子負荷条件の内外非対称性(内側がより低温・高密度)に起因すると解釈された。
正木 圭; 杉山 一慶*; 田辺 哲朗*; 後藤 純孝*; 宮坂 和孝*; 飛田 健次; 三代 康彦; 神永 敦嗣; 児玉 幸三; 新井 貴; et al.
Journal of Nuclear Materials, 313-316, p.514 - 518, 2003/03
被引用回数：57 パーセンタイル：94.57(Materials Science, Multidisciplinary)トリチウム残留量の評価及び吸蔵過程の解明のために、JT-60U W型ダイバータタイルにおけるトリチウム分布を、イメ-ジングプレ-ト技術(TIPT)及び燃焼法により測定した。その結果、発生したトリチウムの約10%がダイバータ領域に残留し、そのトリチウム濃度は、ドーム頂部及び外側バッフル板タイルで高く(
60 kBq/cm
)、ダイバータターゲットタイルでは低かった(2 kBq/cm)。DD反応で生成されるトリトンの粒子軌道計算の結果、第一壁及びダイバータタイルに打ち込まれるトリトンの粒子束分布は、TIPT及び燃焼法で得られたポロイダル分布結果と一致した。また、このトリチウム分布は、測定された再堆積層の分布状態との相関は認められなかった。これらの結果から、JT-60Uでのトリチウム分布は、プラズマ中におけるトリトンの粒子損失を反映していることがわかった。
大山 研司*; 伊藤 晋一*; 大友 季哉*; 長壁 豊隆; 鈴木 淳市; 松田 雅昌; 桑原 慶太郎*; 新井 正敏*
Applied Physics A, 74(Suppl.1), p.S1598 - S1600, 2002/12
被引用回数：2 パーセンタイル：11.13(Materials Science, Multidisciplinary)パルス中性子源に設置されるチョッパー型非弾性散乱中性子分光器に対して、その分解能の計算をモンテカルロシミュレーションにより行った。その結果、大強度陽子加速器計画(原研-KEK統合計画)における非結合型液体水素中性子モデレーターにダブルフェルミチョッパーを組み合わせた場合、0.1%のエネルギー分解能を達成できることが明らかになった。
白井 理; 魚住 浩一*; 岩井 孝; 荒井 康夫
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.745 - 748, 2002/11
0.2-1.0wt%のUCl
を含むLiCl-KCl共晶塩系でのUNの溶解挙動をボルタンメトリーによって調べた。U
/U及びU
/Uの電極反応との比較から、UNの生成自由エネルギー及びUNClの生成自由エネルギーの評価を行った。これを基に、陽極でUNを溶解しながら、陰極でU金属の回収試験を行った。この時、窒素ガスの定量を行い、電解挙動との関係を調べた。
大道 敏彦*; 荒井 康夫
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.156 - 159, 2002/11
岩塩型アクチノイド化合物(MX,M:アクチノイド,X:メタロイド)の幾つかの熱力学及び磁気的性質を原子間距離を基に類推した。MXの結合エネルギーの報告値は、二,三の例外を除いてポーリングの式を用いて求めた結合電子密度と比例関係を示した。一方、全価電子から結合電子を除いた電子数と有効磁気モーメントの報告値との関係は、L-Sカップリング及びフントの法則から計算したものと良く一致したことから、この電子数は局在する5f電子数に相当するものと考えられる。これらの結果を用いて、MX中のアクチノイド原子の酸化状態や磁気エントロピーの寄与等についても議論した。
-ZrO pseudo-binary phase diagramAlbiol, T.*; 芹澤 弘幸; 荒井 康夫
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.834 - 837, 2002/11
ZrOリッチ領域のPuO-ZrO擬二元系状態図を、高温X線回折測定と自由エネルギー極小化法に基づく平衡計算により作成した。高温X線回折測定は空気雰囲気中で最高1573Kまで行い、1463K,PuO濃度2.3-3.1mol%付近に従来報告されていなかった共晶線があることを見い出した。Chem Sageコードを使用した平衡計算は最高3000Kまで行い、実験データを良く再現できた。得られた結果はこれまで報告されている状態図に修正が必要であることを示すものである。
中島 邦久; 荒井 康夫
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.620 - 623, 2002/11
試料には、炭素熱還元法で調製した窒化物を使用し、酸素濃度,水分濃度いずれも数ppm以下に抑えたアルゴンガス雰囲気グローブボックス内に設置された示差走査型熱量計を用いて比熱容量を測定した。測定は、高純度アルゴンガス気流中(100ml/min),昇温速度10K/min,100K間隔で昇温し323Kから1023Kまでの温度範囲で行った。粉末試料の場合、測定中かなり低い温度(~370K)から試料の酸化に起因すると考えられる熱流束変化が認められたが、焼結体試料を用いることでこの問題は避けられた。DSC装置の確度を知るためにUOの比熱測定も行った。その結果、文献値とほぼ一致することがわかった。UN及びPuNの比熱測定値は実験誤差の範囲内でほぼ文献値と一致した。一方、NpNの比熱値はUN及びPuNの比熱値とほぼ同じ値を有することがわかった。
廣田 耕一; 箱田 照幸; 新井 英彦; 橋本 昭司
Radiation Physics and Chemistry, 65(4-5), p.415 - 421, 2002/11
被引用回数：25 パーセンタイル：80.24(Chemistry, Physical)空気雰囲気において、脂肪族系及び芳香族系揮発性有機化合物(VOC)に電子ビームを照射し、その分解挙動を調べた。脂肪族系では、クロロエテンがClラジカルによる連鎖反応を起こす一方、クロロメタンは熱電子によって分解することがわかった。また、主な生成物は一酸化炭素と二酸化炭素であった。芳香族系では、キシレンが最も分解しやすく、次いでクロロベンゼン,ベンゼンの順になった。これには、OHラジカルとの速度定数の大小関係のほか、分解によって生成する粒子状物質が関与していることがわかった。また、ガス状の分解生成物はカルボン酸やエステルなどの酸化物であることがわかった。
正木 圭; 柳生 純一; 新井 貴; 神永 敦嗣; 児玉 幸三; 宮 直之; 安東 俊郎; 平塚 一; 西堂 雅博
Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.386 - 395, 2002/09
被引用回数：10 パーセンタイル：53.26(Nuclear Science & Technology)JT-60Uでは、大気解放後の第一壁コンディショニングとして、ベーキング,ヘリウムTDC,ヘリウムGDC,トカマク洗浄放電と順次実施し、到達真空度10
10
Paを達成している。また、酸素不純物を低減するために、デカボラン(BH)を用いたボロナイゼーションを実施しており、プラズマ中の酸素不純物量を0.5%程度まで低減することに成功している。真空容器内に設置されるタイバータタイルは、高熱負荷に晒されるため高い設置精度が要求される。特にテーパー加工はタイルの段差による端部への熱集中を避けるのに有効であり、タイルの損耗を大きく減らすことができた。また、ダイバ-タ領域における堆積量及び損耗量の内外非対称性(ポロイダル方向)からは、外側ダイバータから内側ダイバータへの不純物の輸送が示唆されている。1992年及び1993年には、CFCタイルの化学スパッタリングと酸素不純物の低減を目的として、B
C転化CFCタイルを外側ダイバータに設置し、その効果を実証した。JT-60Uのトリチウム挙動を調べるために、第一壁中のトリチウム量及び排ガス中のトリチウム量を測定した。その結果、生成されたトリチウム量の約50%が第一壁に残留していることがわかった。
沢 和弘; 山下 利之; 湊 和生; 荒井 康夫; 小無 健司*
日本原子力学会誌, 44(9), p.657 - 662, 2002/09
軽水炉用UO燃料及び高速炉用MOX燃料以外に近年国内で行われた研究開発に進展が見られた燃料として、高温ガス炉燃料,イナートマトリクス燃料,アクチノイド水素化物燃料を取上げて、燃料概念と最近の研究開発状況について記述した。このほか、長寿命核分裂生成物核変換ターゲットの研究開発状況についても述べた。
中島 邦久; 大道 敏彦*; 荒井 康夫
Journal of Nuclear Materials, 304(2-3), p.176 - 181, 2002/08
被引用回数：3 パーセンタイル：22.28(Materials Science, Multidisciplinary)充分に還元されたU
Y
O
の組成式でほぼ表すことのできる酸素欠陥型のウラニア-イットリア固溶体とほぼ化学量論組成に近いウラニア-イットリア固溶体を調製し、クヌーセンセルと組み合わせた質量分析測定によりその固溶体の酸素ポテンシャルを評価した。化学量論組成に近い固溶体の酸素ポテンシャルは、ウラニアに比べ非常に高くなった。一方、充分に還元された固溶体は、同じ亜化学量論組成をもつウラニアとほぼ同じ酸素ポテンシャルを有した。
中島 宏; 高田 弘; 春日井 好己; 明午 伸一郎; 前川 藤夫; 甲斐 哲也; 今野 力; 池田 裕二郎; 大山 幸夫; 渡辺 昇; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.1155 - 1160, 2002/08
次世代の数MW級核破砕中性子源の開発を目的として、日米欧の国際協力の下、米国ブルックヘブン国立研究所においてAGS(Alternating Gradient Synchrotron)加速器を用いた一連の実験が行われている。実験では、AGS加速器から得られる数GeV,数百kJの陽子ビームを水銀核破砕ターゲットに入射して、中性子源開発における重要な課題である、圧力波発生機構,中性子発生特性,遮蔽設計パラメーターに関する情報を得るため、圧力波測定,発熱分布測定など熱工学的実験並びに、発生中性子分布,エネルギースペクトル測定,遮蔽体内中性子減衰特性測定,核破砕生成物測定等,中性子工学実験及び遮蔽実験を行っている。ここでは、中性子工学実験及び遮蔽実験に関してこれまでに得られた成果など研究の現状について紹介する。
有江 和夫*; 安部 智之*; 荒井 康夫
日本原子力学会誌, 44(8), p.593 - 599, 2002/08
高速炉燃料サイクルへの適用を目指してサイクル機構,電中研及び原研で研究開発を進めている、酸化物燃料湿式再処理,酸化物燃料乾式再処理,金属燃料乾式再処理及び窒化物燃料乾式再処理リサイクル技術について、それぞれ研究開発の現状と今後の開発課題について記述した。
木津 要; 柳生 純一; 後藤 純孝*; 新井 貴; 宮 直之
Fusion Science and Technology, 41(3), p.907 - 911, 2002/05
プラズマ対向壁からの水素同位体(軽水素,重水素,トリチウム)の放出を評価することは、核融合炉の安全性,燃料粒子のリサイクリング,壁のコンディショニングの観点から重要である。JT-60では、重水素化デカボランを用いたボロナイゼーションを行うため、プラズマ対向カーボンタイルはボロン膜でコーティングされている。ボロナイゼーションでのプラズマ中水素同位体挙動を調べるため、実際にJT-60において使用されたボロンコーティング後のカーボンタイル試料を用いて、水素同位体の放出挙動と水素同位体の深さ方向分布を2次イオン質量分析装置(SIMS)を用いて測定した。その結果、カーボン層に比べてボロン層に多量の水素同位体が蓄積されていることがわかった。これは、JT-60のボロナイゼーション中に蓄積されたものと考えられる。さらに、ボロン層の水素同位体はカーボン層のそれに比べ熱的に容易に放出されることが見いだされ、この水素同位体がボロナイゼーション直後におけるプラズマ中の軽水素・重水素比に関連していることが明らかになった。
Si by infrared multiple photon decomposition of SiF
横山 淳; 大場 弘則; 柴田 猛順; 河西 俊一*; 杉本 俊一*; 石井 武*; 大家 暁雄*; 宮本 佳樹*; 磯村 昌平*; 荒井 重義*
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(4), p.457 - 462, 2002/04
被引用回数：3 パーセンタイル：22.28(Nuclear Science & Technology)六フッ化ニケイ素(SiF)の赤外多光子解離を用いたシリコン同位体分離により高濃縮Siを得た。TEA炭酸ガスレーザーの10P(8)発振線(954.55cm
)の光をセルにつめたSiFにフルエンス1.0J/cmで照射した。その結果、
Siと
Siは、生成物であるSiFと白色の粉に濃縮し、Siは分解しないで残ったSiFに濃縮した。99.9%濃縮のSiは、SiFを50%分解することにより得られた。また、SiFを連続的に流し、レーザー照射を行うことで、99.7%濃縮のSiを2.5g/hの生成速度で連続的に生成することが出来た。
小方 厚*; 岡本 宏巳*; 草野 完也*; 遠藤 一太*; 西田 靖*; 榮 武二*; 新井 正敏*; 中西 弘*; 近藤 公伯*
JAERI-Tech 2002-007, 28 Pages, 2002/03
JAERI-Tech-2002-007.pdf:1.34MB
陽子/イオン加速器は、電子加速器に比べ大きな設備投資を要するために、広い応用分野を有するにもかかわらず普及していない。本研究は、こうした状況に突破口を開けるべく行われた。レーザーとプラズマによる電子加速では、既にプラズマ波の電場により大加速勾配を得ることに成功している。しかし、1GeV以下の陽子は光に比べはるかに低速なので、レーザーが作る航跡場をそのまま加速に用いることができない。そこで、イオン生成に「薄膜衝撃法」,イオン加速に「後方ラマン散乱法」を提案した。イオン源として「薄膜衝撃法」の実験を行った。標的として有機薄膜を用い、イオン温度として約100-200keV最高エネルギーとして約100MeVを得た。50mJ,50fs,1TWのテーブルトップレーザーで、高速陽子を発生したことに大きな意味がある。また、イオン加速としての「後方ラマン散乱法」に関しては、理論的考察,シミュレーション及び密度勾配を持つプラズマ生成とその測定に関する基礎実験を行い、良好な結果を得た。
/U couple at liquid Cd and Bi electrodes in LiCl-KCl eutectic melts白井 理; 魚住 浩一*; 岩井 孝; 荒井 康夫
Analytical Sciences (CD-ROM), 17(Suppl.), p.959 - 962, 2002/03
723~823KのLiCL-KCl系における液体Cd及びBi電極上でのU/Uの電極反応をサイクリックボルタンメトリー,超電力測定及びクロノポテンショメトリーによって調べた。U析出反応では、塩中でのUの拡散が律速過程であった。しかし、U溶解反応は陽極波がブロードになることから若干遅いことがわかった。723~823Kでは、液体Cd上でのU/Uの酸化還元電位は、Mo電極上でのそれに比べて0.1V正側で現れた。これは、Cd相中でUCd
が生成してUの活量が低下したためと考えられる。他方、LiCl-KCl系における液体Bi電極上でのU/Uの酸化還元電位は、0.3V正側でMo電極上でのそれに比べると現れた。このことは、Cd電極の場合と同様に、Bi中でUBiが生成することによるUの活量低下で説明できた。
