Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
V
Al alloys曽田 一雄*; 原田 翔太*; 林 利光*; 加藤 政彦*; 石川 文洋*; 山田 裕*; 藤森 伸一; 斎藤 祐児
Materials Transactions, 57(7), p.1040 - 1044, 2016/06
被引用回数：2 パーセンタイル：10.95(Materials Science, Multidisciplinary)The electronic states of Heusler(L21)-type off-stoichiometric FeVAl have been investigated by soft X-ray angle-resolved photoelectron spectroscopy (ARPES) in order to clarify the origin of their large thermoelectric powers, which cannot be explained in terms of the rigid band model. In off-normal and normal ARPES, Fe
V
Al shows a weakly dispersive bulk band around the binding energy of 0.3 eV in the 
-X direction and an almost dispersion-less one around 0.3 eV in a gap of dispersive bulk bands in the -L direction, which is attributed to the anti-site Fe defect. At the point, the bulk band does not appear to cross the Fermi level 
, consistent with the rigid band model for the excess Fe content bringing about the increase in the valence electrons, but no band crossing down is found at the X point. The anti-site Fe defect states near might push up the band at the X point and cause the p-type thermoelectric properties, unexpected with the rigid band picture. The change in the electronic structures and thermoelectric properties are discussed on the off-stoichiometry and substitution of the forth element.
波多江 仰紀; 谷塚 英一; 林 利光; 吉田 英次*; 小野 武博; 草間 義紀
Review of Scientific Instruments, 83(10), p.10E344_1 - 10E344_3, 2012/10
被引用回数：15 パーセンタイル：54.44(Instruments & Instrumentation)ITERの周辺トムソン散乱計測装置で用いるYAGレーザー装置の開発の進展について発表する。ITERの計測要求を満たすためには、繰り返し100Hzで出力エネルギー5JのYAGレーザー装置が必要である。これを実現するために、レーザー発振器から出力されるビームを2分岐し、それぞれのビームを口径14mmのレーザーロッド4本で増幅するレーザーシステムを設計し、レーザー増幅器をはじめとする主要機器の製作と、組立てを行った。レーザー増幅器では、フラッシュランプによる強い励起によって、レーザー結晶内で発生するASEやフラッシュランプ光中のレーザー波長と同じ波長の光が増幅率を低下させる原因となるが、サマリウムを添加したガラスを用いたフローチューブで増幅器内のそれらの光を選択的に吸収させることによって、小信号利得が最大2.8倍向上することを明らかにした。結果として、2つのビームラインを同時運転することにより、ITERの要求性能を越える、100Hz,最大7.66Jのレーザー光を発射できるレーザー装置の開発に成功した。
波多江 仰紀; 林 利光; 谷塚 英一; 梶田 信*; 吉田 英次*; 藤田 尚徳*; 中塚 正大*; 矢作 鎌一*; 信夫 克也*; 小野 武博; et al.
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9, p.253 - 258, 2010/08
An edge Thomson scattering system for ITER is a diagnostic system which measures electron temperature and density at the peripheral region in the plasma (r/a 
0.85). Required measurement ranges for the electron temperature and density are 50 eV 
T
10 keV and 5
10
n 310
m
, respectively. The spatial and the temporal resolutions are 5 mm and 10 ms, respectively. A high-energy (5 J) and high repetition-rate (100 Hz) Q-switch Nd:YAG laser system is necessary to satisfy measurement requirements above. We have been developing the YAG laser system for ITER. We have developed a prototype high-power laser amplifier. Since the laser efficiency of solid-state laser is low in generally (
2%), heat removal from the amplifier is crucial. In the amplifier design, we carried out heat analysis to optimize the cooling design. To realize 5 J of output energy, more than 1.6 J of energy needs to be extracted from one laser rod. In the initial laser amplification test, the extracted energy was limited 1.4 J by a lateral depumping effect. We have changed a cooling flow tube for the laser rod made by borosilicate glass to samarium-doped glass in order to deplete an infrared light emission. The Sm-doped flow tube was successfully suppressed the lateral depumping, and consequently the extracted energy reached up to 1.76 J. We have obtained a prospect of the real laser amplifier production from the results.
劉 峭; 本間 俊充; 西巻 祐一郎*; 林 寛子*; 寺門 正人*; 田村 智志*
JAEA-Data/Code 2010-001, 57 Pages, 2010/03
JAEA-Data-Code-2010-001.pdf:16.81MB
原子力発電所などの工学施設のリスク評価モデルには、機器故障率などのモデル入力変数の不確実さが伝播することにより計算結果に不確実さが生じる。リスク評価結果の不確実さ及びその不確実さへの各入力変数の寄与度を評価するためのツールとして、モンテカルロ手法を用いたグローバル感度解析コードGSALabを開発した。本コードは、乱数発生部,不確実さ解析部,感度解析部で構成される。乱数発生部では、確率分布に従った乱数の生成機能を有する。不確実さ解析部では、モデル出力の平均値や分散などの統計量の計算、そして確率密度分布や累積分布の計算が可能である。感度解析部には、分散に基づく指標をはじめとして、複数のグローバル感度指標の計算機能を備えた。また、GSALabにGUI(グラフィカル・ユーザー・インタフェース)を組み込み、利便性を向上させている。本コードは、原子力発電所のリスク評価だけでなく、一般的な計算モデルに対する不確実さ解析・感度解析にも適用可能である。
近藤 貴; 林 利光; 河野 康則; 草間 義紀; 杉江 達夫
Plasma and Fusion Research (Internet), 2, p.S1111_1 - S1111_4, 2007/11
国際熱核融合実験炉(ITER)等の燃焼プラズマにおける核融合生成
粒子の診断は燃焼プラズマの実現にとって重要であるが、その効果的測定方法は確立されていない。そこで、炭酸ガス(CO
)レーザー(波長10.6
m)を用いた協同トムソン散乱(CTS)計測を開発している。CTS計測を実現させるために、高繰り返し横方向励起大気圧(TEA)炭酸ガスレーザーを開発した。CTS計測のために必要となる単一モード出力を得るために、不安定共振器を構成し、単一モードの種レーザーを入射した。現在までに15Hz周期で出力エネルギー17Jの単一モードレーザーを得た。これにより、ITERで必要となる出力20J,周期40Hzの炭酸ガスレーザーを実現できる見通しを得た。また、高繰返し周期に対応したデータ収集システムを開発した。これらを用いて、JT-60UトカマクにおいてCTS計測の原理実証実験を進めている。
laser近藤 貴; 河野 康則; 波多江 仰紀; 杉江 達夫; 林 利光; 草間 義紀
NIFS-PROC-68, p.126 - 129, 2007/09
燃焼プラズマの粒子計測を確立するために、協同トムソン散乱計測用の高パワー高繰返し周期の炭酸ガスレーザーを開発した。単一モードでパルスエネルギー17J,繰返し周期15Hzの出力を得ること成功した。この結果により、国際熱核融合実験炉(ITER)における粒子計測に必要とする20J,40Hzのレーザー出力を実現する見通しを得た。また、電気ノイズと迷光が受信システムの出力信号へ及ぼす影響を調べるために、JT-60U真空容器へレーザーを入射した。その結果、電気ノイズは以前に比べて大きく減少した。しかしながら、約30%のパルス出力には、多モード発振のために迷光が発生しており、さらなるレーザーの改善が必要であることが明らかになった。
laser collective Thomson scattering diagnostic of -particles in burning plasmas近藤 貴; 林 利光; 河野 康則; 草間 義紀; 杉江 達夫; 平田 真史*; 三浦 幸俊
Fusion Science and Technology, 51(2T), p.62 - 64, 2007/02
被引用回数：5 パーセンタイル：36.27(Nuclear Science & Technology)国際熱核融合実験炉(ITER)等の燃焼プラズマにおける核融合生成粒子の診断は、粒子のプラズマ加熱と不安定性の励起への寄与の理解に必要であり、燃焼プラズマの実現にとって重要である。しかしその有効な測定方法は確立されていない。そこで、二酸化炭素(CO)レーザー(波長10.6m)を用いた協同トムソン散乱(CTS)計測を開発している。COレーザーを用いたCTS計測は、レーザーのプラズマ中での屈折が小さく、プラズマ中のレーザー光の追跡が容易であるという特徴がある。CTS計測を実現させるために、高繰り返し横方向励起大気圧(TEA)炭酸ガスレーザーを開発した。CTS計測のために必要となる単一モード出力を得るために、不安定共振器を構成し、単一モードの種レーザーを入射した。これにより、10Hz周期で出力エネルギー10Jの単一モードレーザーを実現した。また、安定型共振器の構成では36Jの最大出力エネルギーが得られた。今後このレーザーを用いて、JT-60UトカマクにおいてCTS計測の原理実証試験を行う。また、CTS計測のタンデムミラー装置への応用について述べる。
近藤 貴; 林 利光; 河野 康則; 草間 義紀; 杉江 達夫
特定領域プラズマ燃焼のための先進計測News Letter, (5), P. 2, 2006/11
燃焼プラズマ中の閉じ込められたアルファ粒子の速度空間及び実空間での分布計測を目的として、協同トムソン散乱計測法を開発している。ITERのアルファ粒子計測のためには、出力20J、繰り返し周期40Hzの単一モード発振のパルス炭酸ガスレーザーの開発が鍵である。しかし、これまでに開発したレーザーは15J/0.5Hzと、要求される繰り返し周期に大きな開きがあった。そこで、国内メーカーのマーキング用炭酸ガスレーザー(出力3.5J、繰り返し周期20Hz、マルチモード発振)をもとにアルファ粒子計測用レーザーの開発を進めた。放電励起部を6連結し、さらに放電電圧を上げるなどで高出力化を行い、種レーザーを入射することで単一モード化を行った。現在までに、出力17J、繰返し周期15Hzの単一モードの炭酸ガスレーザー出力と、35Jの単一ショットの出力を達成した。これにより、アルファ粒子計測用炭酸ガスレーザーを実現する見通しを得ることができた。今後、レーザーの安定化と高出力化を行うとともに、JT-60Uプラズマを用いた原理実証実験を進めていく。
laser for collective Thomson scattering diagnostic of particles in burning plasmas近藤 貴; 林 利光; 河野 康則; 草間 義紀; 杉江 達夫; 三浦 幸俊; 小関 良治*; 河原 吉博*
Review of Scientific Instruments, 77(10), p.10E505_1 - 10E505_3, 2006/10
被引用回数：6 パーセンタイル：33.17(Instruments & Instrumentation)燃焼プラズマ中に閉じ込められた粒子の診断法を確立するために、パルス炭酸ガスレーザーを用いた協同トムソン散乱(CTS)計測法を開発している。国際熱核融合実験炉(ITER)では、閉じ込められた粒子の速度分布と空間分布の測定として、空間分解能をプラズマ小半径の1/10で、時間分解能を0.1sで計測することが要求されている。ITERの時間分解能の必要条件を満たし、S/N比を改善するために工業用レーザー(澁谷工業Co., Ltd (SEL4000))をもとに、新しいレーザー・システム(エネルギー10J以上,繰り返し10Hz)を開発した。レーザーは4mの長さの不安定共振器と、高繰返し運転のためにガスの熱交換器を有する放電電極部を持つ。この新しいレーザー・システムを用いてJT-60Uプラズマにて、CTS計測の原理実証実験を行う。
波多江 仰紀; 梶田 信*; 林 利光; 吉田 英次*; 藤田 尚徳*; 中塚 正大*; 海老沢 克之*; 草間 義紀
no journal, ,
ITERの周辺トムソン散乱計測装置はプラズマ周辺部(r/a0.9)の電子温度・密度分布を計測する装置である。目標とする測定性能は、電子温度測定範囲0.0510keV,電子密度測定範囲510310m,測定周期10ms,空間分解能5mmである。この計測装置は日本が調達する予定であり、設計検討及び構成要素の試作試験を進めている。(1)計測用レーザーシステム: 計測用レーザーは、波長1064nm,エネルギー5J,繰り返し周波数100Hzの性能が要求される。この性能を達成するために、発振器1台(20mJ, 100Hz),増幅器4台を持つレーザーシステムの設計を行った。増幅器を試作し、初期試験を行った結果、ロッド1本あたりの正味抽出エネルギーは1.4Jとなり、目標値の9割に迫る性能であることを確認した。(2)ポリクロメーター: ポリクロメーターの設計は電子温度の測定性能に直接結び付く。アニーリング法を用い、分光に用いる干渉フィルターの数と波長分割の最適設計を行った。(3)ポートプラグ内機器配置検討: 上側ポート#11に設置するポートプラグ内機器の配置検討を行った。ポートプラグ内には、集光光学系,レーザー入射光学系,シャッター,放射線遮蔽及びそれらの支持構造と冷却系が組み込まれる。
河野 康則; 近藤 貴; 石川 正男; 波多江 仰紀; 林 利光; 小野 武博; 小川 宏明; 杉江 達夫; 岩前 敦; 草間 義紀; et al.
no journal, ,
日本におけるITER計測装置の開発の進展を報告する。主な内容は以下の通り。(1)マイクロフィッションチェンバー:真空容器内に敷設する無機絶縁ケーブルに求められる最小曲げ半径は12cmであることから、曲げ試験を行い、曲げ半径10cmの場合でも性能が劣化しないことを確認した。(2)周辺トムソン散乱計:光源YAGレーザー増幅器のプロトタイプの開発に成功し、ITERの要求仕様を満足することを確認した。(3)ポロイダル偏光計:上部ポートプラグ内機器配置の設計検討及び真空容器内に設置する再帰反射ミラーの設計検討を進めた。(4)ダイバータ不純物モニター:ダイバータカセット内に設置するミラーボックス及びシャッターの機械設計を行った。(5)上部ポートプラグ:上部ポートプラグに発生する電磁力解析のためのメッシュモデリングを行った。また、熱間等方圧加圧加工(HIP処理)によるポートプラグ製作法を提案した。
草間 義紀; 河野 康則; 杉江 達夫; 近藤 貴; 小川 宏明; 波多江 仰紀; 佐藤 和義; 鈴木 哲; 林 利光; 小野 武博; et al.
no journal, ,
ITERの計測装置は、2007年の設計レビューによる見直し、調達分担の再調整を経て、2009年6月のITER理事会において決定された。日本は、中性子束測定・核融合出力評価のためのマイクロフィッションチェンバー, プラズマ周辺部の電子温度・密度を測定する周辺トムソン散乱計測装置、プラズマコア部の電流密度・安全係数を評価するポロイダル偏光計、ダイバータ部の水素同位体と不純物を測定するダイバータ不純物モニター、ダイバータターゲットの温度・入熱を評価するダイバータ赤外サーモグラフィー、ダイバータ熱電対の6つの計測装置を調達する。原子力機構は、日本の国内機関として、これらの計測装置の開発を進めてきた。現在は、調達準備の最終段階として、機器の設計と試作試験を進めている。これらの活動の現状と今後の計画を述べる。
河野 康則; 石川 正男; 佐藤 和義; 草間 義紀; 林 利光; 小野 武博; 海老澤 克之*; 若林 邦朗*; 平松 美帆*; 清原 通雄*; et al.
no journal, ,
ITER計画において日本が調達するポロイダル偏光計測装置は、遠赤外レーザー光(波長:約118ミクロン)の偏光面ファラデー回転角測定に基づき、ITERのプラズマ中心部におけるプラズマ電流分布の計測を行う装置である。原子力機構ではポロイダル偏光計測装置の設計検討を進めており、本講演では、以下の成果について報告する。(1)現在の設計では、上部計測ポートプラグから6本、水平計測ポートプラグから9本のレーザー光をプラズマ中に入射することとしており、これに対応した各ポートプラグ内での機器配置案を作成した。(2)真空容器内の第一壁パネル及びダイバータカセットに設置するレトロリフレクター(レーザー光折り返し用の再帰反射ミラー)について、熱負荷条件を考慮に入れた設計案を作成した。
波多江 仰紀; 林 利光; 谷塚 英一; 吉田 英次*; 藤田 尚徳*; 中塚 正大*; 小野 武博; 草間 義紀
no journal, ,
Design of a high average power Nd:YAG laser system and a prototype laser amplifier for the edge Thomson scattering system in ITER was conducted. The target performance is 5 J of output energy and a repetition rate of 100 Hz for the laser system, and 1.6 J of extracted energy for the prototype amplifier. A prototype amplifier was produced, after which the small signal gain and extracted energy reached up to 12.6 and 1.76 J, respectively.
近藤 貴; 林 利光; 河野 康則; 草間 義紀; 杉江 達夫
no journal, ,
燃焼プラズマにおける閉じ込められた粒子の診断は、燃焼プラズマの加熱及び不安定性等の物理現象の理解並びに燃焼制御のために重要である。しかし、国際熱核融合実験炉(ITER)においては、計測法は決定しておらず開発が急務である。そこで、協同トムソン散乱計測法の光源として使用する、大出力・高繰返しレーザーを、工業用の横方向励起大気圧炭酸ガスレーザーを元に開発した。励起部を6連結し不安定共振器を構成するとともに、絶縁を強化して放電電圧を高めた。この共振器に種レーザーを入射することにより、出力17J,周期15Hzのシングルモード出力を得た。これにより、ITERで使用可能な炭酸ガスレーザーを実現できる見通しが得られた。また、散乱スペクトルデータの収集系も新たに開発した。新レーザーの周期に対応したデータ収集系を短期間で構築するため、デジタルオシロスコープ単独で、データの収集,解析並びに保存を行った。製作した解析プログラムがオシロスコープで直接動作することにより収集システムが簡素化された。これらのレーザー及びデータ収集系を用いて、JT-60Uトカマクにおいて協同トムソン散乱計測の原理実証実験を進めている。
近藤 貴; 林 利光; 河野 康則; 草間 義紀; 杉江 達夫
no journal, ,
国際熱核融合実験炉(ITER)の燃焼プラズマにおいて、核融合反応で発生する粒子のプラズマ中の空間分布と速度分布計測は、燃焼プラズマの物理現象の理解と燃焼制御のために不可欠である。しかし決定的な計測法は未だなく、開発が必要とされていた。そこで、炭酸ガスレーザーを光源とした協同トムソン散乱計測によるアルファ粒子計測法の開発を進めてきた。(1)工業用レーザーをもとに大出力・高繰返しパルス炭酸ガスレーザーを開発し、出力エネルギー17J,繰り返し周期15Hzのシングルモード出力を実現し、ITERの粒子計測用レーザーを実現できる見通しが得られた。(2)遠赤外ヘテロダイン検出器とデータ収集システムを開発し、散乱スペクトル計測に必要となる広帯域の受信システムを構築した。(3)散乱周波数が同程度である、高速粒子と中性粒子ビーム入射による高速イオンを分離して計測する手法の提案とITERにおける計測システムの概念設計を行った。今後JT-60Uにおいて計測に最適化されたプラズマにレーザーを入射して実証実験を進める。また、ITERの粒子計測に必要となるレーザー性能を得るための改造設計を行う。
近藤 貴; 河野 康則; 林 利光; 杉江 達夫; 草間 義紀
no journal, ,
平成16年度から実施してきた科研費計画研究「閉じ込められたアルファ粒子の炭酸ガスレーザー協同トムソン散乱による測定法開発」について、3年間のまとめを行う。本研究での開発の成果は下記の通りである。(1)工業用レーザーを基に大出力・高繰返しパルス炭酸ガスレーザーを開発し、出力エネルギー17J,繰り返し周期15Hzのシングルモード出力を実現し、ITERの粒子計測用レーザーを実現できる見通しを得た。(2)高繰り返し周期に対応したデータ収集システムを開発し、散乱スペクトル計測に必要となる受信システムを構築した。(3)散乱周波数が同程度である、高速粒子と中性粒子入射ビームによる高速イオンを分離して計測する手法の提案と、ITERにおける計測システムの概念設計を示した。以上の成果により、ITERの燃焼プラズマ計測の最重要課題の1つである、閉じ込められた粒子計測実現の見通しを得た。
近藤 貴; 林 利光; 河野 康則; 草間 義紀; 杉江 達夫; 三浦 幸俊
no journal, ,
燃焼プラズマの物理特性を把握するためにはプラズマに閉じ込められたアルファ粒子の速度分布と空間分布の計測が不可欠であるが、その計測法は未だ確立されていない。協同トムソン散乱法は、プラズマ中のイオンの動きを反映した電子の集団運動によるレーザー光やマイクロ波の散乱スペクトルを測定することにより、イオンの速度分布と空間分布を測定するものである。アルファ粒子計測法の実証のため、炭酸ガスレーザーを用いた協同トムソン散乱法の開発を進めている。その主要開発要素は光源である炭酸ガスレーザーである。マルチモード発振の安定共振型工業用レーザー(澁谷工業SEL4000,出力3.5J,周期20Hz)を元に、共振器の励起部を6連結して不安定共振器を構成することにより、シングルモード発振の高出力レーザー(周期10Hz)の開発を行い、10J以上の出力を目指している。また、炭酸ガスレーザーを用いた協同トムソン散乱計測は、散乱角が0.5度と小さいために、空間分解能が1m程度になる。そこで、ITERへ適用する場合の空間分解能の向上手法について検討を行った。サイクロトロン運動を取り入れたレーザーの散乱スペクトル計算を行い、磁力線方向に対するレーザーの入射角度を最適化することにより、散乱角が約0.75度で低域混成共鳴による強い散乱強度が得られることを示した。この測定と従来の散乱角0.5度の測定を同時に行うことで、より詳細な粒子分布(空間分解能0.5-0.6m)が得られることが明らかになった。新型レーザーによるJT-60プラズマを用いた実証実験は2006年4月に開始する。
草間 義紀; 近藤 貴; 石川 正男; 波多江 仰紀; 谷塚 英一; 林 利光; 小野 武博; 河野 康則; 今澤 良太; 小川 宏明; et al.
no journal, ,
ITER計画において我が国が調達を担当する6つの計測装置(マイクロフィッションチェンバー,周辺トムソン散乱計測装置,ポロイダル偏光計,ダイバータ不純物モニター,ダイバータ熱電対,ダイバータ赤外サーモグラフィー)の開発並びに計測装置設計に不可欠な中性子輸送解析,上部計測ポートプラグ設計の進展について報告する。
波多江 仰紀; 谷塚 英一; 林 利光; 小野 武博; 草間 義紀
no journal, ,
Three topics from recent progress for the edge Thomson scattering system in ITER were presented. (1) Mechanical design of components such as laser injection and collection optics to be installed in the port plug : mirror & lens mounts and the positioning mechanism were designed, and thermal and electromagnetic force analyses were carried out. The part that had to be improved in the future was clarified from analyses. (2) Conceptual design of the laser beam dump: we propose a innovative beam dump of the chevron type. It has been found from analyses that this beam dump concept is promising on the ITER environment. (3) Optimization of laser optics for the high power YAG laser: Over 2 J of output energy at 100 Hz has been confirmed. Laser optics is under optimization to obtain 5 J, 100 Hz.
