Vacuum insulation and achievement of 980 keV, 185 A/m H ion beam acceleration at JAEA for the ITER neutral beam injector

戸張 博之; 谷口 正樹; 柏木 美恵子; 大楽 正幸; 梅田 尚孝; 山中 晴彦; 土田 一輝; 武本 純平; 渡邊 和弘; 井上 多加志; et al.

Plasma Science and Technology, 15(2), p.179 - 183, 2013/02

https://doi.org/10.1088/1009-0630/15/2/21

ITER NBI用負イオン加速器及びHVブッシング開発において1MV真空絶縁が共通課題である。HVブッシングでは、外径1.56mのセラミックリングとその外周にFRPリングを二重配置し、これを5段積み重ねて1MVを絶縁する。二重構造ゆえ絶縁体周辺に三重点が複数存在する。これら三重点の電界を同時に低減するために、電界解析により形状を選定した3つの電界緩和部品の組合せる電界緩和構造を考案した。これを1段分の実規模モックアップに適用し耐電圧試験を実施したところ、定格の120%の-240kVを安定に保持し、ITERで要求される絶縁性能を実証した。MeV級加速器では、加速器内に存在する段差や端部における局所的な電界集中により十分な耐電圧性能が得られていなかった。そこで、電極間距離の延伸,端部曲率の増大を図り、電界を低減させ、真空中で1MVの安定保持を達成した。また、加速器内の磁場及び空間電荷反発によりビーム偏向を補正する電極を用いることで、ビームの電極への衝突を抑制し、ITER要求値をほぼ満足する980keV, 185A/mの負イオンビーム加速に成功した。

Study of beamlet deflection and its compensations in a MeV accelerator

柏木 美恵子; 井上 多加志; 谷口 正樹; 梅田 尚孝; Grisham, L. R.*; 大楽 正幸; 武本 純平; 戸張 博之; 土田 一輝; 渡邊 和弘; et al.

AIP Conference Proceedings 1390, p.457 - 465, 2011/09

https://doi.org/10.1063/1.3637417

原子力機構では、5段の多孔多段電極(MAMuG)加速器を用いて、ITERの設計値である1MeV, 200A/mの水素負イオンビーム加速を目指している。最近の耐電圧試験で加速器内の局所的な電界集中を低減するために金属間ギャップを延長した結果、真空耐電圧が大幅に改善し、1MVで4000秒の電圧保持に成功した。これに伴い、ビームエネルギーも800keVから900keVレベルに増加したが、ギャップ長を長くしたために磁場と空間電荷反発で生じるビーム偏向が加速器内で顕著になり、ビームが電極に衝突し、絶縁破壊を誘発していることが明らかとなった。そこで、3次元マルチビームレット解析で、ビーム偏向量を明らかにし、その補正方法を検討した。この結果、磁場による偏向補正のために電子抑制電極の各孔に0.8mmの孔軸変位を、さらに空間電荷反発の補正のために孔部周辺に厚み1mmの電界補正板を設けることで、1MeVのビームを補正できる見込みを得た。この偏向補正法を加速器に組み込み、偏向試験を進めており、これらの結果を報告する。

1 MV holding and beam optics in a multi-aperture multi-grid accelerator for ITER NBI

柏木 美恵子; 谷口 正樹; 小島 有志; 大楽 正幸; 花田 磨砂也; Hemsworth, R. S.*; 水野 貴敏*; 武本 純平; 田中 政信*; 田中 豊*; et al.

Proceedings of 23rd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2010) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/03

http://www-naweb.iaea.org/napc/physics/FEC/FEC2010/html/node295.htm#62687

原子力機構の多孔多段加速器では、ITERの中性粒子入射装置に必要な1MeV, 200A/mの負イオンビーム加速を目指している。耐電圧試験では、加速器の耐電圧は理想的な電極の耐電圧の半分程度であることがわかった。複雑な構造を有する電極や電極支持部の局所的な電界集中が問題であると考え、電極間ギャップを延長し、電極支持部の端部の曲率を大きくして電界集中を抑えた。その結果、真空耐電圧が改善し、1MVで4000秒の電圧保持を達成した。ビーム加速でも、従来の796keV, 0.32A (140A/m)から879keV, 0.36A (157A/m)に大きく進展した。一方、ビーム加速試験では、磁場とビーム間の空間電荷反発によりビームが曲げられて電極に衝突し、ビームエネルギー・電流減少の原因となっていた。3次元ビーム解析において、このビームの偏向量を明らかにして孔ずれと電界補正板を用いたビーム偏向補正方法を設計し、加速器試験でこの補正法が有効に機能することを確認した。

Design of a -1 MV dc UHV power supply for ITER NBI

渡邊 和弘; 山本 昌則; 武本 純平; 山下 泰郎*; 大楽 正幸; 柏木 美恵子; 谷口 正樹; 戸張 博之; 梅田 尚孝; 坂本 慶司; et al.

Nuclear Fusion, 49(5), p.055022_1 - 055022_5, 2009/05

https://doi.org/10.1088/0029-5515/49/5/055022

ITER中性粒子入射装置には-1MVの直流電源システムが必要であり、日本とEUが分担して製作する計画である。原子力機構は、日本国内機関としてITER中性粒子入射装置電源システムのうち、-1MVの直流超高圧発生部,伝送系, -1MV絶縁変圧器,サージ抑制装置などの超高電圧の主要な機器を分担する。これまでに、これら機器の設計を行った。インバータ電源の周波数については、回路定数から150Hzが適切な値であることを示し、採用された。直流超高圧の絶縁については、長時間の電界分布の変化を考慮し、その主要な機器の設計を行った。サージ抑制機能についても、回路解析を行い、サージブロッカによるエネルギー吸収素子や抵抗素子を適用することにより、負荷である加速器への流入エネルギーを20ジュール程度以下に抑制できることを確認した。

「神馬」へのイオンビーム照射による新規キク品種の突然変異育種

渡邊 英城*; 豊田 朋美*; 衛本 圭史*; 吉松 修治*; 長谷 純宏; 上曽山 茂*

JAEA-Review 2008-055, JAEA Takasaki Annual Report 2007, P. 81, 2008/11

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA-Review-2008-055.pdf

秋輪ギク「神馬」は大分県南部で多く栽培されている。しかし、「神馬」の栽培特性に類似した高品質の黄色品種がなく、生産・販売戦略上大きな障害となっている。以前大分県で選抜した「神馬」黄色系統は、開花時に退色する欠点がある。そこで、「神馬」黄色系統に対して花色変異に有効なイオンビーム照射を行い、花色変異の誘導を試みた。葉片又は花弁に照射後、再生した植物体4,000個体を調査した。この中から、黄色の濃い7個体を選抜し、蕾,開花時の色彩値を測定した。今回選抜した7個体は、開花時に退色する欠点を改善できなかった。しかし、この中の1個体は開花時の退色程度が軽いため、今後、栽培特性調査を行い、品種化について検討するとともに、今回選抜した個体の再照射も実施していきたい。

Induction of new color variation by irradiation of ion beams to light yellow "Jinba"

豊田 朋美*; 渡邊 英城*; 衛本 圭史*; 吉松 修治*; 長谷 純宏; 上曽山 茂*

JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 81, 2008/03

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA-Review-2007-060.pdf

秋輪ギク「神馬」は大分県南部で多く栽培されている。しかし、「神馬」の栽培特性に類似した高品質の黄色品種がなく、生産・販売戦略上大きな障害となっている。以前大分県で選抜した「神馬」黄色系統は、開花時に退色する欠点がある。そこで、「神馬」黄色系統に対して花色変異に有効なイオンビーム照射を行い、花色変異の誘導を試みた。葉片又は花弁に照射後、再生した植物体を、発根,順化,鉢上げを行い、開花させて花色を調査した。花弁から伸長したシュートは、照射線量に関係なくビトリフィケーションが多く発生したが、発根培地にフロリアライトを利用することにより、約1か月後には、症状がほぼ改善され、鉢上げが可能となった。葉片照射試料から濃黄色変異体が5個体選抜できたが、開花時に外弁が退色した。今後も、再生個体の開花処理と調査を継続するとともに、選抜した濃黄色変異体への再照射を検討する予定である。

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2005年度

武石 稔; 宮河 直人; 中野 政尚; 竹安 正則; 磯崎 久明; 磯崎 徳重; 森澤 正人; 藤田 博喜; 國分 祐司; 加藤 千明; et al.

JAEA-Review 2006-031, 155 Pages, 2006/10

JAEA-Review-2006-031.pdf:7.76MB
JAEA-Review-2006-031(errata).pdf:0.13MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構東海研究開発センター核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第4編、環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2005年4月から2006年3月までの間に実施した環境モニタリングの結果及び大気,海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果を取りまとめたものである。なお、環境監視計画の概要,測定方法の概要,測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況の内訳等については付録として収録した。

流況解析データ集; 2000年(1月12月)

武石 稔; 宮河 直人; 中野 政尚; 磯崎 久明; 磯崎 徳重; 阿尾 英俊*; 根本 正史*

JNC TN8450 2004-005, 139 Pages, 2004/06

JNC-TN8450-2004-005.pdf:12.13MB

東海事業所放射線安全部環境監視課では、東海村沖の海洋観測業務として海洋放出口(北緯36°26′51″、東経140°39′02″)付近に設置した流向・流速計により流向、流速、水温、塩分等を定期的に観測している。また、モニタリング船「せいかい」での観測作業として北緯36°22′36°30′、東経140°37′140°42′の範囲で水温・塩分の水平観測(26観測地点)、鉛直観測(14観測地点)を実施している 本報告書は2000年の海洋放出口付近に設置した流向・流速計による測定データの解析、モニタリング船「せいかい」による水温・塩分の水平観測、および鉛直観測の観測結果についてまとめたものである。

Simultaneous heating by high power lower hybrid waves and neutral beams in the JT-60 tokamak

牛草 健吉; 今井 剛; 池田 佳隆; 坂本 慶司; F.X.Soeldner*; 高瀬 雄一*; 辻 俊二; 清水 勝宏; 内藤 磨; 上原 和也; et al.

Nuclear Fusion, 29(2), p.265 - 276, 1989/02

https://doi.org/10.1088/0029-5515/29/2/009

線平均電子密度3.510mで20HWのNB加熱プラズマに、6MWまでのLHWを加えた結果、NB加熱時と同じ加熱効率でプラズマ蓄積エネルギーの上昇が見られた。この時、電子、イオン温度の上昇に加え、NBの入射エネルギー以上の高速イオンが生成されている。同じ密度領域のLH単独加熱では著しく高速電子が発生するのに対し、複合加熱時には高速電子の発生が抑制されている。

「神馬」淡黄色系統へのイオンビーム照射による花色変異誘発

豊田 朋美*; 上曽山 茂*; 衛本 圭史*; 渡邊 英城*; 吉松 修治*; 長谷 純宏

no journal, , 

大分県内の秋輪ギク生産は、県南の佐伯市を中心に「神馬」(白色)が多く栽培されている。一方で、「神馬」の栽培特性に類似した高品質の黄色品種がないため、黄色品種を多く生産できないことが生産・販売戦略上大きな障害となっている。そのため、これまで、平成14年度に佐伯市蒲江町で発見された「神馬」淡黄色系統を用い、より黄色の濃い個体を選抜してきたが、開花時に退色する欠点があり、利用できていない。そこで本研究では、「神馬」淡黄色系統に対して花色変異に有効なイオンビーム照射を行い、花色変異の誘発を行った。