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論文

Characterization of high-energy quasi-monoenergetic neutron energy spectra and ambient dose equivalents of 80-389 MeV $$^{7}$$Li(p,n) reactions using a time-of-flight method

岩元 洋介; 萩原 雅之*; 佐藤 大樹; 荒木 祥平*; 八島 浩*; 佐藤 達彦; 増田 明彦*; 松本 哲郎*; 中尾 徳晶*; 嶋 達志*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 804, p.50 - 58, 2015/12

 被引用回数:21 パーセンタイル:89.39(Instruments & Instrumentation)

大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、80, 100及び296MeVの陽子に対する準単色中性子のエネルギースペクトルを飛行時間法により測定した。中性子スペクトルは準単色中性子ピーク部と連続部からなり、ピーク収量は陽子エネルギー80$$sim$$389MeVにおいて、0.9$$sim$$1.1$$times$$10$$^{10}$$(個/sr/$$mu$$C)の範囲であり、全体の収量に対するピーク収量の比は、0.38$$sim$$0.48であった。この準単色中性子場を用いて、ビーム軸上(0度)に設置した中性子モニターのピーク部に対する周辺線量当量(応答)を測定するため、全体の応答から、0度と25度のスペクトルの連続部の応答が等しくなる定数kを決定し、この定数で規格化された25度に設置した連続部からなる中性子モニターの応答を差し引く手法を提案した。定数kは、陽子エネルギー80$$sim$$389MeVの範囲において、0.74$$sim$$1.02であった。以上により、これまでの実験の成果と合わせて、RCNPで80$$sim$$389MeVの陽子を$$^{7}$$Liターゲットに入射させて生成する準単色中性子場の特性を示すデータを得ることができた。

論文

Spin-orbital short-range order on a honeycomb-based lattice

中辻 知*; 久我 健太郎*; 木村 健太*; 佐竹 隆太*; 片山 尚幸*; 西堀 英治*; 澤 博*; 石井 梨恵子*; 萩原 政幸*; Bridges, F.*; et al.

Science, 336(6081), p.559 - 563, 2012/05

 被引用回数:108 パーセンタイル:95.71(Multidisciplinary Sciences)

フラストレートした磁性体においても最低温度まで乱れが残る場合がある。その一例がBa$$_3$$CuSb$$_2$$O$$_9$$であり、微視的に見ると磁気的に非対称である一方、長さ,時間スケールともに平均的に見ると対称な状態にある。われわれは、この物質において静的なヤーンテラー歪を示すことなくCu$$^{2+}$$イオンのハニカム格子が、フラストレートした状態にあることを見いだした。このハニカム格子においては、スピン1/2同士が2次元的にランダムに結合しており、スピンダイマー的なブロードな励起があり、また低エネルギーのスピン自由度が残ることが見られた。

論文

Recent progress in blanket materials development in the Broader Approach Activities

西谷 健夫; 谷川 博康; 野澤 貴史; 實川 資朗; 中道 勝; 星野 毅; 山西 敏彦; Baluc, N.*; M$"o$slang, A.*; Lindou, R.*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 417(1-3), p.1331 - 1335, 2011/10

 被引用回数:13 パーセンタイル:72.72(Materials Science, Multidisciplinary)

幅広いアプローチ活動ではブランケット材料開発を中心としてR&Dを進めている。ブランケット構造材料開発では、低放射化フェライト鋼F82Hの5t溶解を実施し、2次溶解として電気スラグ溶解を用いることにより不純物制御ができることを確認した。欧州でもEUROFERの溶解を実施し3$$sim$$48mm厚の鋼板を製作した。SiC/SiC複合材の開発では、NITE-SiC$$_{f}$$/SiC複合材に対してダブルノッチ引っ張り試験を実施し、破壊強度がノッチサイズにあまり異存しないことを明らかにした。欧州では、SiCとLiPbの共存性試験の準備を実施した。先進中性子増倍材の開発では、BeとTiの粉末から直接Be-T金属間化合物を焼結することを試みた。また欧州では、30mm径のBe-T金属間化合物母材の製造に成功した。先進トリチウム増殖材の開発では、再処理法の確立を目指して、トリチウム増殖材微小球の溶解試験を行い、硝酸と過酸化水素水により90%以上溶解できることがわかった。

論文

国際核融合エネルギー研究センター事業

荒木 政則; 林 君夫; 飛田 健次; 西谷 健夫; 谷川 博康; 野澤 貴史; 山西 敏彦; 中道 勝; 星野 毅; 小関 隆久; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 86(4), p.231 - 239, 2010/04

ITER計画を支援するとともに、核融合エネルギーの早期実現に向けての活動を行う幅広いアプローチ(BA)活動は、この目的のためにITERの建設期間中にさまざまな研究開発を行う日欧の共同事業である。ここでは、国際核融合エネルギー研究センター事業の活動の概要について説明するとともに、現在の進捗状況及び今後の計画・展望について述べる。

論文

Fusion materials development program in the Broader Approach activities

西谷 健夫; 谷川 博康; 實川 資朗; 野澤 貴史; 林 君夫; 山西 敏彦; 土谷 邦彦; M$"o$slang, A.*; Baluc, N.*; Pizzuto, A.*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 386-388, p.405 - 410, 2009/04

 被引用回数:31 パーセンタイル:89.51(Materials Science, Multidisciplinary)

原型炉の開発においては、増殖ブランケット技術の確立が最も重要な工学課題である。増殖ブランケット技術の開発では、高い中性子フルエンス,高温,高磁場等の厳しい環境で健全性を有する構造材及びトリチウム増殖材・中性子増倍材等の機能材料の開発が急務となっている。日欧間で進められている幅広いアプローチ活動(BA)の一つである原型炉工学R&D活動では、日欧双方が重要かつ不可欠と考える基盤的なR&Dとして、低放射化フェライト鋼,SiC/SiC複合材,先進中性子増倍材,先進トリチウム増殖材及びトリチウム技術の開発を行う予定である。本論文では、BAにおける低放射化フェライト鋼,SiC/SiC複合材,先進中性子増倍材,先進トリチウム増殖材の開発計画についてその概要を述べる。

論文

Soil gas CO$$_{2}$$ and its carbon isotope analyses in the semi-natural woods on the campus of Hokkaido University

藤吉 亮子*; 原木 之英*; 住吉 孝*; 天野 光

JAEA-Conf 2008-003, p.79 - 83, 2008/04

北海道大学構内の冷温帯落葉樹林において深さ30及び100cmの試坑を掘削し土壌空気中のCO$$_{2}$$濃度を2007年6月以来連続的に観測している。また、季節ごとに土壌空気及び森林大気(地表面からの高さ2m)を採取し、日本原子力研究開発機構青森研究開発センターAMS管理課に設置されている加速器質量分析装置(AMS)でCO$$_{2}$$の炭素同位体分析を行ってきた。これまでに得られた結果から、本観測ポイントにおける空気中のCO$$_{2}$$は気象条件や生物活動に起因する種々の発生源からの混合によっていることが示唆された。

論文

Investigation of bulk superconductivity in PrPt$$_5$$

伊藤 孝; 西田 信彦*; 大石 一城; 髭本 亘; 柄木 良友*; 石本 英彦*

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.189 - 191, 2006/08

PrPt$$_5$$は核断熱消磁冷却の冷媒として知られる物質であり、低温において核磁性と電子による一般的な磁性の中間的な性質をもった磁性を示す。最近、PrPt$$_5$$多結晶試料において超伝導転移を示唆する抵抗及び磁化の異常が観測された。これがバルクの超伝導であるならば、「増強された核磁性」との共存という観点から非常に興味深い。われわれは$$mu$$SR法を用いて微視的な視点からPrPt$$_5$$の超伝導特性の研究を行い、混合状態におけるミュオンスピン緩和率の測定から磁場侵入長に関する知見を得た。

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

ITER工学設計

下村 安夫; 常松 俊秀; 山本 新; 丸山 創; 溝口 忠憲*; 高橋 良和; 吉田 清; 喜多村 和憲*; 伊尾木 公裕*; 井上 多加志; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 78(Suppl.), 224 Pages, 2002/01

日本,米国,欧州,ロシアの4極の協定に基づき、1992年7月に開始されたITER工学設計活動(ITER-EDA)は、ITER建設の判断に必要な技術的準備を整え、2001年7月に9年間の活動を完了した。本件は、ITER工学設計活動において完成された最終設計報告書の物理及び工学設計の成果を簡潔にまとめたものである。

論文

High energy negative-ion based neutral beam injection system for JT-60U

栗山 正明; 秋野 昇; 荒木 政則; 海老沢 昇; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 河合 視己人; 椛澤 稔; 小泉 淳一*; 国枝 俊介; et al.

Fusion Engineering and Design, 26, p.445 - 453, 1995/00

 被引用回数:41 パーセンタイル:95.59(Nuclear Science & Technology)

JT-60Uでの高密度電流駆動実験の駆動装置として負イオン源を使用した高エネルギーNBI装置が建設されようとしているが、本報告は、この負イオンNBI装置の建設について述べたものである。負イオンNBI装置は、ビームエネルギー500keVで10MWの中性ビームを10秒間入射するもので、世界で最初の負イオン源を使用した高エネルギーNBI装置となるものである。このNBI装置は、全長24mのビームライン、大電流の負イオンを生成/引出すための負イオン生成/引出し電源、500kV/64Aの出力を有する加速電源及び制御系等から構成される。水冷却系、液体ヘリウム/液体窒素の冷媒循環系、補助真空排気系などの設備は、既設JT-60NBIのものを共用する。講演では、本NBI装置の設計及び建設の現状について発表する。

論文

Construction of a 500keV/negative-ion-based NBI system for JT-60U

栗山 正明; 秋野 昇; 荒木 政則; 海老沢 昇; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 河合 視己人; 椛澤 稔; 小泉 淳一*; 国枝 俊介; et al.

15th IEEE/NPSS Symp. on Fusion Engineering,Vol. 1, 0, p.470 - 473, 1993/00

JT-60Uでは、トカマク装置の定常化を目的として炉心レベル高密度プラズマでのNBI電流駆動実験を計画している。この電流駆動実験のドライバーとして高エネルギー負イオンNBI装置の建設が開始された。この負イオンNBI装置は、ビームエネルギー:500keV,入射パワー:10MW,ビームパルス幅:10秒,の性能を持つもので、2台の大型負イオン源を装着した長さ24mのビームライン、大電流負イオンを生成するための負イオン生成電源、生成された負イオンを500keVまで加速するための加速電源等から構成される。負イオンNBI装置は、その建設を2期に分けた。第1期では、製作後の試験調整に長時間を必要とする負イオン源、高電圧直流電源を製作する。第2期では、JT-60へのビーム入射に必要なビームライン等を製作する。講演では、本負イオンNBI装置の設計及び建設状況について発表する。

論文

Operation experiences with JT-60U plasma facing components and evaluation tests of B$$_{4}$$C-overlaid CFC/graphites

安東 俊郎; 山本 正弘; 新井 貴; 神永 敦嗣; 笹島 唯之; 西堂 雅博; 神保 龍太郎*; 児玉 幸三; 清水 正亜; 秋場 真人; et al.

Fusion Technology 1992, p.161 - 165, 1993/00

JT-60Uダイバータ板を高精度で取付け調整し、さらにその場で微小テーパ加工を行うことによって、CFC材タイルの損耗を顕著に軽減することができた。またダイバータトレース部のタイル表面には光沢のあるカーボンの再付着層があり、オフトレース部には黒色の煤けた付着層が認められた。カーボンの再付着層に関するプラズマ表面相互作用研究が重要であることが判明した。CVR(気相化学反応)法、CVD法およびプラズマスプレー法により作製したB$$_{4}$$C表面改質CFC/黒鉛材の熱負荷特性、エロージョン収率、重水素リテンション特性およびJT-60U実機試験を行い、CVR-B$$_{4}$$C改質材が最も優れた特性を有すること、またJT-60Uでの使用に十分耐え得ることを確認した。

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:82.65(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:32.37(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:32.37(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

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

Burnout experiments on the externally-finned swirl tube for steady-state and high heat flux beam stops

荒木 政則; 大楽 正幸; 井上 多加志; 小又 将夫; 栗山 正明; 松田 慎三郎; 小川 益郎; 小原 祥裕; 関 昌弘; 横山 堅二

Fusion Engineering and Design, 9, p.231 - 236, 1989/00

次期核融合実験装置用粒子入射装置において、最大熱流束数kw/cm$$^{2}$$でかつ、定常のイオンビームを処理てきる受熱機器が要求される。これは現在のJT-60NBIビームダンプ等と比較して数倍から10倍もの熱流束条件下で使用されるもので、原研ではこれらを開発するための初期実験を開始した。

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:26 パーセンタイル:91.32(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。

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