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論文

Anionic fluoro complex of element 105, Db

笠松 良崇*; 豊嶋 厚史; 浅井 雅人; 塚田 和明; Li, Z.; 石井 康雄; 當銘 勇人*; 佐藤 哲也; 菊池 貴宏; 西中 一朗; et al.

Chemistry Letters, 38(11), p.1084 - 1085, 2009/10

 被引用回数:14 パーセンタイル:49.28(Chemistry, Multidisciplinary)

105番元素ドブニウム(Db)のフッ化水素酸と硝酸混合水溶液中における陰イオン交換挙動を、新規に開発した迅速イオン交換分離装置を用いて調べた。Dbのフッ化物陰イオン錯体の挙動は、近接の第6周期同族元素タンタル(Ta)の挙動とは大きく異なり、第5周期のニオブ(Nb)の挙動と似ているという特徴的な性質を示すことがわかった。

論文

Multi-physics and multi-scale simulation for core disruptive accidents in fast breeder reactors

越塚 誠一*; Liu, J.*; 守田 幸路*; 有馬 立身*; 飛田 吉春; 山野 秀将; 伊藤 高啓*; 白川 典幸*; 細田 誠吾*; 荒木 和博*; et al.

Proceedings of 5th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-5), p.472 - 479, 2006/11

文部科学省革新的原子力システム研究開発事業の枠組みの中で2005年会計年度から5年間の研究プロジェクトを開始した。それはMOX燃料及び金属燃料を対象として高速増殖炉のシビアアクシデントのさまざまな複雑現象を解析するため、Moving Particle Semi-implicit(MPS)手法を用いてCOMPASS(Computer Code with Moving Particle Semi-implicit for Reactor Safety Analysis)と名づけられたコンピューターコードを開発することである。また、金属燃料と被覆材間の共晶反応は分子動力学及び分子軌道法により研究される。MPSにより、凝固を伴う溶融金属流れが解析されるとともに、ラッパ管の弾性解析もまた実施された。その結果は実験及び商用コードと比較された。共晶反応は分子動力学で計算され、参考文献と比較された。以上の数値解析手法は高速増殖炉の炉心損傷事故のマルチフィジックス・マルチスケール現象に有効であることがわかった。

論文

Safety design concepts for ITER-tritium facility; Toward construction in Japan

大平 茂; 多田 栄介; 羽田 一彦; 閨谷 譲; 丸尾 毅; 橋本 正義*; 荒木 隆夫*; 野元 一宏*; 鶴 大悟; 石田 敏勝*; et al.

Fusion Science and Technology, 41(3), p.642 - 646, 2002/05

ITER日本建設のため準備されている安全規制の枠組みに関し、科学技術庁の技術顧問会は「ITER施設の安全確保の基本的な考え方の確立について」に、その技術的見地からの考え方を示した。この報告書では、ITERにおける安全確保の目標を、一般公衆と作業従事者を放射性物質による放射線障害から守ることとしている。そのために、核融合反応の受動的終息性や、低い崩壊熱密度等の、ITER施設の安全上の特徴を考慮して、安全設計と安全評価における技術的要件としての基本的な安全性の原則及びアプローチを定めた。すなわち、上記の目標を達成するため、平常運転時におけるALARAの原則の履行,放射性物質を内蔵する機器の構造健全性の確保による事故の防止を行い、コンファインメント施設を設けることで万が一の事故時でも環境中への放射性物質放出を抑制し公衆の過度の放射線被ばくを防止する。ここでは日本における安全性の原則,考え方,技術基準に基づくトリチウムの安全設計概念等について述べる。

論文

ITER工学設計活動報告

森 雅博; 荘司 昭朗; 荒木 政則; 斎藤 啓自*; 仙田 郁夫; 大森 順次*; 佐藤 真一*; 井上 多加志; 大野 勇*; 片岡 敬博*; et al.

日本原子力学会誌, 44(1), p.16 - 89, 2002/01

ITER(国際熱核融合実験炉)計画は、日本・米国・欧州・ロシアの政府間協定の下に核融合エネルギーの科学的・工学的実証を目指す実験炉を国際共同で実現しようというプロジェクトである。1992年7月以来9年間に亘り建設のために必要なすべての技術的データの作成を目的とする工学設計活動(EDA)を進めてきたが、2001年7月に当初の目標を達成して完了した。次の段階に進むこの時期に、EDAの概要と主要な成果をまとめておくことは、我が国の研究者が広くEDAの成果を評価し活用するうえでも、また、今後期待されるITERの建設・運転に向けた活動に多くの研究者が参画するための共通の基盤を築くうえでも必要と考えられる。本報告ではこのような趣旨に基づき、ITER工学設計活動の概要,工学設計及び工学RandDの成果,安全性に関する検討について、外部の研究者が全体像を掴むことを意図して記述されている。

論文

Study on decay heat removal of compact ITER

鶴 大悟; 閨谷 譲; 荒木 隆夫*; 野元 一宏*; 大平 茂; 丸尾 毅; 橋本 正義*; 羽田 一彦; 多田 栄介

Fusion Engineering and Design, 58-59, p.985 - 989, 2001/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:71.43(Nuclear Science & Technology)

コンパクトITERの固有の安全性を踏まえた安全確保の考え方の構築の一環として、全冷却系が機能してない条件下での崩壊熱による各機器の温度上昇を見積もることにより非常用冷却系の必要性を検討した。全冷却系の全冷却材が瞬時に喪失し、機器間は輻射により熱伝達され、クライオスタットがヒートシングとなるといった極端に仮想的な条件にも関わらず、真空容器の最高温度は500$$^{circ}C$$近辺に留まり、なおかつ温度上昇は非常に緩やかで最高温度に到達するのが100日後であった。以上の結果より、コンパクトITERでは崩壊熱密度の小ささから、非常用冷却系が無くても輻射により崩壊熱が除去可能である見通しを得た。併せて、第一壁が一体型である場合及び真空容器冷却系が機能している場合の温度上昇に関して感度解析を行った。

論文

Safety activities in JAERI related to ITER

大平 茂; 多田 栄介; 羽田 一彦; 閨谷 譲; 丸尾 毅; 橋本 正義*; 荒木 隆夫*; 野元 一宏*; 鶴 大悟; 石田 敏勝*; et al.

Fusion Engineering and Design, 54(3-4), p.515 - 522, 2001/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:71.43(Nuclear Science & Technology)

原研で開始されている、ITERの安全設計検討、建設のための設計の具体化、設計基準の整備のための検討の現状及びITERの安全に関するR&Dについて概説する。ITERの安全設計と技術的に考慮すべき要件の検討の過程で考慮されるべき重要な要素として、固有の安全性及び高いレベルの受動的安全性があげられる。これらの安全上の特徴により、基本的に異常の事故への拡大は特別の対処なしに防止可能であり、気密性を持った一次閉じ込め系とこれを取り囲むコンファイメント施設とによりITERの安全確保が可能であることについて述べる。ITERに特徴的な機器の構造設計基準や日本への立地の際に必要とされる免震設計の基準確立のための委員会における検討状況や、原研において進められている、トリチウム閉じ込め、免震構造設計、ICE/LOVA事象等にかかわるITERの安全性に関するR&Dについても報告する。

論文

Analyses of divertor high heat-flux components on thermal and electromagnetic loads

荒木 政則; 喜多村 和憲*; 浦田 一広*; 鈴木 哲

Fusion Engineering and Design, 42(1-4), p.381 - 387, 1998/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:84.18(Nuclear Science & Technology)

ITER炉内機器のうち、ダイバータの熱及び電磁負荷荷重下における構造解析を実施した。この結果、標準設計として考えている構造を多少改良することにより、許容応力内におさまることが明らかとなった。本論文では、従来、単独でしか行われていなかった熱及び電磁負荷を総合的に評価したものである。

論文

Recent R&D activities on plasma facing components at JAERI

佐藤 和義; 鈴木 哲; 荒木 政則; 中村 和幸; 渡邊 和弘; 横山 堅二; 大楽 正幸; 奥村 義和; 小原 祥裕; 秋場 真人

16th IEEE/NPSS Symp. on Fusion Engineering (SOFE '95), 1, p.220 - 223, 1995/00

原研におけるITERプラズマ対向機器の設計及び工学R&Dの現状について報告する。ITERにおいてプラズマ対向機器は、プラズマからの高熱流束及び粒子負荷に対し健全性を維持しなければならない。このため、原研では炭素繊維強化炭素複合材料を用いたダイバータ試験体を用いITER加熱条件を上回る25MW/m$$^{2}$$の定常熱負荷に耐えることを実証した。また、材料研究の一環としてディスラプション条件を模擬した熱衝撃試験を実施した結果、CVD-Wを使用することに明るい見通しを得た。さらにベリリウム/銅合金接合体に対する機械試験の結果についても併せて報告する。

論文

Production of a 95% proton yield beam in a semicylindrical plasma generator

渡邊 和弘; 荒木 政則; 大楽 正幸; 堀池 寛; 小原 祥裕; 奥村 義和; J.Pamela*; 田中 茂; 横山 堅二

Review of Scientific Instruments, 62(9), p.2142 - 2145, 1991/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:43.91(Instruments & Instrumentation)

半円筒型マルチカスププラズマ源において、陽子含有率95%のビームを生成した。このプラズマ源の大きさは、直径34cm、長さ129cmであり、陰極からの高速一次電子をプラズマ源内に強く閉じ込めるため、強い結合磁場配位が用いられた。この磁場配位により、プロトン比(陽子含有率)を低下させると考えられる一次電子のビーム引き出し部への漏れ出しが抑制され、上記の世界最高値のプロトン比が得られた。その時のビーム電流密度は175mA/cm$$^{2}$$で、動作ガス圧力は0.4Paであった。プロトン比はドップラーシフト分光法によって測定された。

論文

高熱負荷試験装置(JEBIS)

大楽 正幸; 秋場 真人; 荒木 政則; 井上 多加志; 水野 誠; 小原 祥裕; 奥村 義和; 関 昌弘; 田中 茂; 渡邊 和弘; et al.

NIFS-MEMO-3, 4 Pages, 1991/08

当研究室では、次期核融合実験炉用プラズマ対向機器等の高熱流束受熱機器の研究開発を進めており、各種材料及び機器の加熱試験を促進するために高熱負荷試験装置(JEBIS)を平成元年に製作した。本装置には、JT-60用NBI装置の建設で養われた技術を活用したプラズマ電子銃を熱源として装備するとともに、次期NBI装置の設計に関するR&D要素が盛り込まれた高周波インバータ方式を電子ビーム用加速電源(最大定格:100kV、5.0A連続)の主回路に採用している。また、本装置は、最大100kV、4.0Aの電子ビームをパルス的または定常的に引き出すことが可能であり、ビームの形状もペンシル状からシート状まで実験目的に応じて変更することができる。本件では、これらの性能と特徴を紹介し、現在までの運転経験より得た知識などについても報告する。

報告書

ITER neutral beam injection system; Japanese design proposal

小原 祥裕; 田中 茂; 秋場 真人; 荒木 政則; 藤沢 登; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 真木 紘一*; 水野 誠; 奥村 義和; et al.

JAERI-M 91-052, 176 Pages, 1991/03

JAERI-M-91-052.pdf:4.07MB

ITER共通設計基準に基づいた中性粒子ビーム入射システム(NBS)の日本概念設計案について述べる。本システムは、1.3MeVで75MWの重水素中性粒子ビームを入射するものであり、プラズマ加熱の他電流駆動や電流分布制御にも用いられる。本システムは9ユニットより成り、各ユニット当り最大1.3MeV、10MWのビームを入射する設計としている。本設計で最も重要な点は、原研での実験結果に基づいて、低運転ガス圧で高い負イオン電流密度を得ることができるセシウム導入型体積生成負イオン源を採用していることである。本イオン源の採用により、NBIシステムの効率を改善すると共に、ITER共通設計基準を満足するコンパクトなNBIを設計することができた。

論文

Design and experimental results of a new electron gun using a magnetic multipole plasma generator

田中 茂; 横山 堅二; 秋場 真人; 荒木 政則; 大楽 正幸; 井上 多加志; 水野 誠; 奥村 義和; 小原 祥裕; 関 昌弘; et al.

Review of Scientific Instruments, 62(3), p.761 - 771, 1991/03

 被引用回数:16 パーセンタイル:16.83(Instruments & Instrumentation)

多極磁場型プラズマ源を用いた新型電子銃を、高熱負荷試験装置(JEBLS)の熱源として設計、製作した。本電子銃は、加速電極を交換することによりペンシル状からシート状の電子ビームまで、最大100keV、4Aの電子ビームを1msの短パルスから連続定格まで引き出すことが可能である。本電子銃では、電子ビームを収束するための磁気レンズ系を用いずに、ビーム径の拡大を防ぐために、電子銃下流に生成されるビームプラズマによる空間電荷中和効果を利用している。また地磁気および偏向コイルからの漏洩磁場を遮蔽するために、第1負電極と第2負電極内に、高透磁率を有する金属が埋め込まれている。実験の結果、電子銃下流約1.7mの試料位置で、0.2MW/m$$^{2}$$から2000MW/m$$^{2}$$以上までの広範囲の熱流束を実現できることを示した。

論文

Maintenance of neutral beam injectors for ITER; Japanese proposal

田中 茂; 小原 祥裕; 秋場 真人; 荒木 政則; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 水野 誠; 奥村 義和; 関 昌弘; 渡邊 和弘; et al.

Fusion Engineering and Design, 18, p.507 - 515, 1991/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:67.13(Nuclear Science & Technology)

ITER用粒子入射装置の保守、修理に関する概念およびシナリオを提案した。本提案の主な特徴は、以下の通りである。1)1台当り数百トンになる粒子入射装置の重量を支持するため、コンクリート製支持構造を採用。2)天井クレーンの負荷を下げ、保守分解を容易にするために、各粒子入射装置をイオン源ユニットとビームラインユニットに分割可能とした。3)イオン源ユニットは、頻繁な保守を必要とするので、レールシステムにより個別移動が可能。4)放射化物の飛散による汚染を防止するため、二重ドアシステムを採用。5)レーザ溶接/切断や形状記憶合金を接合/分離に利用。6)故障発生時は、当該ユニットを別室のホットセルに移動し、遠隔操作で修理する。以上のような基本概念に基づき、イオン源ユニットの分解/組立、ビームラインユニットの分解/組立の4通りの場合について、シナリオを決定した。

論文

Neutronics of neutral beam injector for ITER; Japanese proposal

井上 多加志; 秋場 真人; 荒木 政則; 花田 磨砂也; 真木 紘一*; 水野 誠; 奥村 義和; 小原 祥裕; 関 昌弘; 田中 茂; et al.

Fusion Engineering and Design, 18, p.369 - 376, 1991/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:67.13(Nuclear Science & Technology)

ニュートロニクスの観点から、ITER用中性粒子入射加熱装置の設計概念が考察される。高パワー中性粒子ビームを炉心プラズマ入射するため、ITER本体と中性粒子入射装置は、大きな開口をもったポートとドリフト管で接続されており、これを通して炉心プラズマから中性粒子入射装置へ、高流束の中性子がストリーミングする。中性粒子入射装置内のニュートロニクス諸量を2次元中性子輸送・放射化計算によって得た。その結果、ビームライン機器は10$$^{9}$$~10$$^{11}$$n/cm$$^{2}$$sの高い中性子束に曝されること、中性粒子入射装置室の誘導放射能は運転停止後1日で10$$^{-10}$$Ci/cm$$^{3}$$以下となることが判明した。

報告書

半円筒型プラズマ源における高プロトン比ビームの生成

渡邊 和弘; 荒木 政則; 大楽 正幸; 堀池 寛; 小原 祥裕; 奥村 義和; 田中 茂; 横山 堅二; J.Pamela*

JAERI-M 90-212, 56 Pages, 1990/12

JAERI-M-90-212.pdf:1.81MB

荷電粒子回収に関する日仏共同実験に使用するための、内径34cm長さ129cmの半円筒型多極磁場型プラズマ源を開発した。設計に当たっては、一様性の良いプラズマで且つプロトン比を高めるために3次元の磁場分布及び電子軌道計算コードを用いて磁場配位陰極形状を決めた。引出し面でのプラズマの一様性をラングミュアプローブを用いて測定した。イオン組成比は、中央部7cm$$times$$27cmの領域からビームを引き出し、ドップラーシフト分光法で測定された。プロトン比は、アーク電流を高めるほど、電子の閉じ込めの良い磁場配位ほど、また引き出し部から遠い軌道をとる磁場配位ほど高められ、プローブで測定した8cm$$times$$100cmの領域でのプラズマの一様性が$$pm$$5%という良い条件で、電流密度150mA/cm$$^{2}$$において93%に達した。また、一様性を無視した磁場配位では最高で95%の高いプロトン比が得られた。

報告書

A Review of JAERI R&D activities on the negative-ion-based neutral beam injection system

小原 祥裕; 秋場 真人; 荒木 政則; 大楽 正幸; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 小島 啓明; 栗山 正明; 松田 恭博*; 松岡 守; et al.

JAERI-M 90-154, 119 Pages, 1990/09

JAERI-M-90-154.pdf:3.06MB

過去数年にわたり、負イオンを用いた中性粒子入射装置を実現するための研究開発を強力に実施してきた。特に、最も重要な開発項目である大電流負イオン源に関しては、50keVで10Aの水素負イオンを生成することに成功した。得られた負イオンビーム電流及び電流密度は、すでに負イオンNBIシステムで必要とされる値に達している。この様に、負イオンを用いた中性粒子入射装置に関するR&Dはここ数年で大きな進歩を遂げた。現在、500keV級NBIシステムの建設は技術的に可能となりつつある。

論文

Effect of primary electron distribution on ion species yield in an ion source

渡邊 和弘; 荒木 政則; 大楽 正幸; 堀池 寛; 小原 祥裕; 奥村 義和; 田中 茂; 横山 堅二

Review of Scientific Instruments, 61(6), p.1694 - 1698, 1990/06

 被引用回数:9 パーセンタイル:29.21(Instruments & Instrumentation)

半円筒型・マルチカスププラズマ源において、一次電子の分布がイオン組成比に及ぼす影響について調べた。もし一次電子が多数プラズマ電極近傍に存在すれば、分子イオンが多数生成され解離される前に引き出しされるのでプロトン比は低下すると考えられる。一次電子の分布が異なると考えられる数種の磁場配位について3Dコードによる軌道計算を行い、プロトン比の測定結果と比較した。その結果、プロトン比の低い条件ではプラズマ電極近傍に一次電子が多く分布することが判った。これを実験的に確かめるためプラズマ電極の浮動電位を測定した。その結果、プロトン比が低い条件では電位も低くく、多数の一次電子が存在していることが明らかになった。つまり、プロトン比を決める要素として、従来のプラズマ体積とイオン損失面積の比の他、一次電子の分布も重要な役割を担っていることが証明された。

論文

Production of high current ion beams of various gas species from magnetic multipole ion source

田中 茂; 秋場 真人; 荒木 政則; 松田 慎三郎; 松田 恭博*; 小原 祥裕; 奥村 義和; 横山 堅二; 渡邊 和弘

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 37-38, p.128 - 131, 1989/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:54.21(Instruments & Instrumentation)

核融合技術の応用例として、JT-60NBI実機のイオン源1台を用いて各種のイオンビームの引き出しを行った。35keVから60keVのビームエネルギー範囲で、ヘリウム、窒素、酸素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンの7種の元素について、それぞれ、23.5A、10.7A、6.2A、6.6A、6.2A、5.0A、4.7Aのイオンビーム電流を得た。

論文

Multi-ampere negative hydrogen ion source for fusion application

井上 多加志; 荒木 政則; 花田 磨砂也; 倉島 徹*; 松田 慎三郎; 松田 恭博*; 小原 祥裕; 奥村 義和; 田中 茂; 渡邊 和弘

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 37-38, p.111 - 115, 1989/00

 被引用回数:25 パーセンタイル:8.91(Instruments & Instrumentation)

核融合用体積生成型負イオン源の1つである、磁気多極イオン源の最適化実験を行った。3種類の磁気フィルター、すなわちrodフィルター、extermalフィルター、そしてelectromageticフィルター、を試験し、高い電流密度のHビームを大面積から一様に引出すという観点から、各フィルターの特性が議論された。

報告書

核融合次期装置設計(昭和61年度設計報告書); 中性粒子入射適用の概念検討

中島 国彦*; 山本 新; 上出 泰生*; 岡野 邦彦*; 小原 祥裕; 渡邊 和弘; 水野 誠; 荒木 政則

JAERI-M 87-145, 86 Pages, 1987/09

JAERI-M-87-145.pdf:1.9MB

FER設計では、加熱・電流駆動・分布制御の機能を中性粒子入射に香ねる運転シナリオが設定されている。

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