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論文

Progress of divertor simulation research toward the realization of detached plasma using a large tandem mirror device

中嶋 洋輔*; 武田 寿人*; 市村 和也*; 細井 克洋*; 大木 健輔*; 坂本 瑞樹*; 平田 真史*; 市村 真*; 池添 竜也*; 今井 剛*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 463, p.537 - 540, 2015/08

 被引用回数:15 パーセンタイル:5.53(Materials Science, Multidisciplinary)

A divertor simulation experimental module (D-module) with a V-shaped divertor target is installed in the west end-sell in GAMMA 10 large tandem mirror device, and a hydrogen plasma irradiation experiment to the target have been started to investigate radiation cooling mechanism on the target. A gas injection system is installed in the D-module and Langmuir probe and calorie meter array are mounted on the target plate. During the plasma irradiation, the highest electron density of 2.4 $$times$$ 10$$^{18}$$ m$$^{-3}$$ and a significant reduction of the electron temperature from a few tens of eV to 2 eV are achieved on the target plate by hydrogen and noble gas injection into the D-module.

論文

Development of divertor simulation research in the GAMMA 10/PDX tandem mirror

中嶋 洋輔*; 坂本 瑞樹*; 吉川 正志*; 大木 健輔*; 武田 寿人*; 市村 和也*; 細井 克洋*; 平田 真史*; 市村 真*; 池添 竜也*; et al.

Proceedings of 25th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2014) (CD-ROM), 8 Pages, 2014/10

In the large tandem mirror device GAMMA 10/PDX, a divertor simulation experimental module (D-module) with a V-shaped divertor target have been installed in the end-mirror. A massive gas injection of hydrogen and noble gases (argon and xenon) into the D-module during hydrogen plasma irradiation onto the target was performed, and plasma detachment from the target was investigated. Electron temperature measured by Langmuir probe array on the target was significantly reduced from a few tens of eV to $$<$$ 3 eV, and particle flux was also reduced. A bright H$$alpha$$ emission in the upstream region of the D-module and strong reduction near the target were observed by a two-dimensional image of H$$alpha$$ emission in the target observed with a high-speed camera. Molecular activated recombination (MAR) process is expected to contribute to the reduction of the electron temperature and the particle flux.

口頭

部分成分磁気秩序物質TbCoGa$$_5$$の共鳴X線散乱法による磁気構造解析

道村 真司; 稲見 俊哉; 眞田 直幸*; 綿貫 竜太*; 鈴木 和也*

no journal, , 

正方晶系希土類化合物TbCoGa$$_5$$は、T$$_{N1}$$=36.2K, T$$_{N2}$$=5.4Kで部分成分磁気秩序と呼ばれる2段階の磁気逐次相転移を示す。高温側(T$$_{N1}>$$T$$>$$T$$_{N2}$$)では磁気モーメントのc軸方向の成分、低温側(T$$_{N2}>$$T)ではab面内方向の成分が秩序化する。部分成分秩序の要因として、4f電子の多重極子相互作用と磁気的相互作用の競合が予想されている。今回、部分成分秩序に伴う磁気モーメントの秩序状態を調べるため、SPring-8/BL22XUで単結晶TbCoGa$$_5$$の共鳴X線磁気散乱実験を行った。実験より、1/2 0 9/2反射では、$$pi$$-$$sigma$$'散乱過程と$$pi$$-$$pi$$'散乱過程の強度が、各々T$$_{N1}$$とT$$_{N2}$$以下で増大し、秩序パラメーター(磁気秩序ベクトルk=(1/2 0 1/2))であることを確認した。特に、散乱面がb軸に対して垂直であるアジマス角$$Psi$$=0$$^{circ}$$での$$pi$$-$$pi$$'散乱強度の増大より、T$$_{N2}$$以下で、b軸方向に磁気モーメントが傾いていることがわかった。ここで、b軸は磁気秩序ベクトルと直交した軸である。さらに、アジマス角依存性の測定により、磁気モーメントの傾斜角も調べ、磁気秩序状態における磁気モーメントの方向を決定することができた。

口頭

GAMMA 10ダイバータ模擬実験モジュール内の水素ガスの絶対圧力測定とV字ターゲットへの熱粒子負荷低減への影響

福本 正勝; 市村 和也*; 中嶋 洋輔*; 武田 寿人*; 岩元 美樹*; 細田 甚成*; 坂本 瑞樹*; 久保 博孝; 庄司 主*

no journal, , 

ガンマ10では、ミラー出口に設置したダイバータ模擬実験モジュール内のV字型ターゲットにプラズマを照射し、ダイバータ板への熱粒子負荷低減に関する基礎過程を調べている。本研究では、熱粒子負荷低減に対する中性粒子の影響を評価するため、磁場中で中性粒子圧力が測定できる高速イオンゲージをモジュール内に設置し、プラズマ照射時の中性粒子圧力の測定を開始した。原子力機構で測定した無磁場中での水素ガスに対するイオンゲージの感度係数、およびガンマ10で測定した磁場による感度係数の変化から、ガンマ10の磁場中におけるイオンゲージの感度係数を求めた。これにより、モジュール内の水素ガスの絶対圧力の測定が可能となり、プラズマ照射時にはモジュール内の水素ガス圧力が最大8 Paまで増加することが分かった。得られた水素ガス圧力をもとに、ダイバータ板への熱粒子負荷低減に対する中性粒子の影響の基礎過程を評価する。

口頭

GAMMA10/PDXにおけるエンド領域を活用した水素リサイクリング研究

坂本 瑞樹*; 大木 健輔*; 吉川 基輝*; 寺門 明紘*; 野原 涼*; 野尻 訓平*; 中嶋 洋輔*; 福本 正勝; 市村 和也*; 細田 甚成*; et al.

no journal, , 

GAMMA10/PDXでは、ミラー端部に設置したダイバータ模擬実験モジュールを用いて、境界プラズマの物理とプラズマ壁相互作用が調べられている。本研究では、モジュール内に設置したタングステン製のV字ターゲットに端損失プラズマを照射し、リサイクリングに対する水素ガス入射の影響とターゲット温度の影響を調べた。モジュールに入射する直前の電子密度と電子温度はそれぞれ3.0$$times$$10$$^{17}$$m$$^{-3}$$と10eVであったが、モジュール内に水素ガスを1.23Pa導入することで、V字ターゲットのコーナー部ではそれぞれ0.6$$times$$10$$^{17}$$m$$^{-3}$$と3eVに低下した。このことから、V字ターゲットのコーナー部では非接触プラズマが形成されていると考えられる。また、同部で測定したH$$_{alpha}$$とH$$_{beta}$$の強度比から評価すると、分子活性化再結合が発生している可能性が高い。さらに、V字ターゲットの温度上昇と共にコーナー部での電子密度とH$$_{alpha}$$信号強度の増加が観測された。これにより、ターゲットの温度上昇によってリサイクリングが増加する可能性が示唆された。

口頭

GAMMA10/PDXエンド部における非接触プラズマ形成とその特性評価

中嶋 洋輔*; 市村 和也*; 武田 寿人*; 岩元 美樹*; 細田 甚成*; 清水 啓太*; 大木 健輔*; 坂本 瑞樹*; 大野 哲靖*; 門 信一郎*; et al.

no journal, , 

GAMMA10/PDXでは、非接触プラズマの生成と特性評価を目的として、ダイバータ模擬実験モジュール内部に設置したV字ターゲットへのプラズマ照射実験を行っている。ダイバータ模擬実験モジュール内に水素または希ガス(アルゴンやキセノン)を入射することで、V字ターゲット前面での非接触プラズマの形成に成功した。このとき、V字ターゲットへの熱粒子負荷の減少を観測した。また、V字ターゲットのコーナー部で測定した電子温度が数十eVから3eVに低下した。この電子温度の低下は分子活性化再結合が原因である可能性が高い。また、非接触プラズマの形成には、モジュール内へ水素ガスとキセノンガスの両方を入射することが効果的であった。

口頭

2017年度のMLF放射線安全チームの活動報告

原田 正英; 川上 一弘*; 相澤 一也; 曽山 和彦; 石角 元志*; 平松 英之*; 橋本 典道*; 細谷 倫紀*; 市村 勝浩*

no journal, , 

J-PARCのMLFの放射線安全チームは、放射線安全セクションと協力しながら、課題申請における放射線安全審査を担いつつ、MLFで実施されるユーザー実験における放射線安全を担保し、実験ホールの放射線安全を維持している。2016年11月より、MLF実験ホールを第2種管理区域から第1種管理区域表面汚染低減区域へ区分変更を実施した。管理区域出口で汚染検査を行うことにより、汚染を非管理区域に広げることなく、気体や液体を使用した実験をスムーズに実施できるようになった。また、小型物品搬出モニターの設置により、小物類の常時持出検査が可能となり、ユーザーの利便性が向上した。夏期メンテナンス期間には、第2種管理区域へ一時的に区分変更を行い、夏期メンテナンス作業の利便性を図った。汚染検査室では、管理区域での正しい服装・装備の確認のために、服装チェック鏡を設けた。2017年度末には、小型物品搬出モニターの予備機の導入、大型物品モニターの新規整備を行い、更なるユーザーの利便性の向上を予定している。その他、2017年度半ばから、実験後の各BLの分光器室内の汚染サーベイ、放射化した器材や試料の核種分析作業を行うことを始め、活動を広げている。ポスターでは、2017年度のこれらを含めた活動報告を行い、詳しい運用や設備の現状と今後の予定を報告する。

口頭

2018年度のMLF放射線安全チームの活動

原田 正英; 川上 一弘*; 相澤 一也; 曽山 和彦; 石角 元志*; 平松 英之*; 橋本 典道*; 細谷 倫紀*; 市村 勝浩*

no journal, , 

MLFの放射線安全チームは、実験課題申請における放射線安全審査を担い、放射線安全セクションと協力しながら、MLF実験ホールで実施されるユーザー実験やメンテナンス作業における放射線安全に尽力している。2016年11月より運用を開始したMLF実験ホールの第1種管理区域表面汚染低減区域は、ユーザーの利便性を担保しつつ、非管理区域への汚染拡大の防止ができ、気体や液体を使用する実験の制約を緩和できるなど、有益であることを確認している。管理区域の全て出入り口への小型物品搬出モニターの設置、汚染検査室への大型物品搬出モニターの設置、定期的なユーザー用ロッカーの残留物の確認を行うことにより、ユーザーの利便性を向上できた。夏期メンテナンス期間には、第2種管理区域へ一時的に区分変更を行うことで、メンテナンス作業においても利便性の向上が図れた。その他、運転終了後の各BLの分光器室内の汚染サーベイ、放射化した器材や試料の核種分析などにより、放射線安全の向上に寄与している。今後、放射化した試料の受け入れについて検討を進め、さらなるユーザー実験の利便性拡大を図る。当日ポスターでは、2018年度の放射線安全チームの活動報告を行うとともに、詳しい運用や設備の現状と今後の予定を報告し、ユーザーからの相談を受け付ける。

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