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高原 省五; 飯本 武志*; 五十嵐 隆元*; 川端 方子*
Journal of Radiation Protection and Research, 50(1), p.1 - 9, 2025/03
日本保健物理学会は、日本保健物理学会誌に掲載された福島第一原子力発電所(1F)事故に関連する論文から知見を得るため、ワーキンググループを立ち上げた。本論文は、リスクコミュニケーション、環境測定・モニタリング、放射線量測定・評価、放射線医学、放射性廃棄物の分野に分類されない47編の論文についてレビューを行った結果について述べたものである。レビューされた論文には、著者の立場や発表時期における社会的関心によって、様々な知見や問題点が存在する。これらの知見や問題意識と向き合い、「保健物理学とは何か」、「放射線防護とは何か」を慎重に考えることが、今後の保健物理学会の発展に重要である。なお、本稿は、保健物理誌に掲載された記事の英訳版である。
高原 省五; 飯本 武志*; 五十嵐 隆元*; 川端 方子*
保健物理(インターネット), 58(2), p.50 - 58, 2023/08
日本保健物理学会は、日本保健物理学会誌に掲載された福島第一原子力発電所(1F)事故に関連する論文から知見を得るため、ワーキンググループを立ち上げた。本論文は、リスクコミュニケーション、環境測定・モニタリング、放射線量測定・評価、放射線医学、放射性廃棄物の分野に分類されない47編の論文についてレビューを行った結果について述べたものである。レビューされた論文には、著者の立場や発表時期における社会的関心によって、様々な知見や問題点が存在する。これらの知見や問題意識と向き合い、「保健物理学とは何か」、「放射線防護とは何か」を慎重に考えることが、今後の保健物理学会の発展に重要である。
永井 泰樹; 橋本 和幸; 初川 雄一; 佐伯 秀也; 本石 章司; 園田 望; 川端 方子; 原田 秀郎; 金 政浩*; 塚田 和明; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 82(6), p.064201_1 - 064201_7, 2013/06
被引用回数：46 パーセンタイル：85.19(Physics, Multidisciplinary)A new system proposed for the generation of radioisotopes with accelerator neutrons by deuterons (GRAND) is described by mainly discussing the production of 
Mo used for nuclear medicine diagnosis. A prototype facility of this system consists of a cyclotron to produce intense accelerator neutrons from the 
C(d,n) reaction with 40 MeV 2 mA deuteron beams, and a sublimation system to separate 
Tc from an irradiated 
MoO
sample. About 9.7 TBq/week of Mo is produced by repeating irradiation on an enriched Mo sample (251g) with accelerator neutrons three times for two days. It meets about 10% of the Mo demand in Japan. The characteristic feature of the system lies in its capability to reliably produce a wide range of high-quality, carrier-free, carrier-added radioisotopes with a minimum level of radioactive wastes without using uranium. The system is compact in size, and easy to operate; therefore it could be used worldwide to produce radioisotopes for medical, research, and industrial applications.
小林 貴之; 諫山 明彦; Fasel, D.*; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; et al.
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9, p.363 - 368, 2010/08
JT-60 ECRF装置のパルス幅(5秒)を伸ばすための改良がJT-60SA(100秒)へ向けて必要である。欧州により電源が新規に設計,製作及び設置される。また、新たに設計したモード変換器を備えた改良型ジャイロトロンの調整運転を開始した。本モード変換器によって、ジャイロトロン内での回折損失による内部機器への熱入力が低減され、1MWの長パルス発振が期待できる。JT-60Uで実証されたヒータ電流やアノード電圧をプレプログラム/フィードバック制御する手法が、発振中のカソード冷却によるビーム電流の減少対策として重要と考えられる。伝送系については、真空排気した伝送路により1系統あたり1MWの伝送が可能である。一方、結合系については真空容器内機器のメンテナンスが困難であることから、真空容器内での冷却水リークや駆動機構のトラブルのリスクを低減するために直線駆動アンテナ手法が提案され、詳細な設計及び低電力試験を開始した。
小林 貴之; 寺門 正之; 佐藤 文明; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; et al.
Plasma and Fusion Research (Internet), 4, p.037_1 - 037_10, 2009/08
電子サイクロトロン加熱電流駆動は高効率電子加熱と、新古典ティアリングモード(NTM)抑制において重要な核融合プラズマ制御手法である。近年、JT-60Uの電子サイクロトロン波加熱電流駆動装置において、高出力ジャイロトロン開発と出力変調技術開発に成功した。1.5MW, 1秒間の安定な発振が2007年に初めて実証された。空胴及びコレクターの温度上昇の評価を行い、1.5MWでのパルス幅伸張が、110GHzジャイロトロン改造管により可能である見通しを得た。加えて、NTMに同期した0.8MW, 5kHzの出力変調ECCDを実施した。NTM同期装置が期待どおりに動作し、JT-60UでのNTM抑制実験において重要な役割を果たした。これらの開発結果により、近い将来の電子サイクロトロン波加熱電流駆動装置において、性能を向上させるための開発に重要な知見が得られた。
森山 伸一; 小林 貴之; 諫山 明彦; 寺門 正之; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 平内 慎一; et al.
Nuclear Fusion, 49(8), p.085001_1 - 085001_7, 2009/07
被引用回数：21 パーセンタイル：59.81(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60U電子サイクロトロン周波数帯(ECRF)装置のジャイロトロンにおいて、1.5MW, 1秒間(110GHz)の出力が得られた。これは1秒以上のパルス幅では世界最高値である。熱応力の観点で注意深く設計された共振器,ミラー駆動ベローズのRFシールド,誘電損失の小さいセラミックを用いたDCブレークがこの出力を可能にした。一方、5kHzという高い周波数でパワー変調を行うことに成功しJT-60Uの新古典テアリングモード(NTM)抑制実験の成果につながった。ジャイロトロンのカソードヒーターパワーとアノード電流の実時間制御によって0.4MW, 30秒の長パルス入射をデモンストレーションし、伝送系部品の温度上昇を測定するとともにその健全性を確認し、さらなる長パルス入射の見通しを得た。また、4本のジャイロトロンを同時に発振させ2.9MW, 5秒の高パワー入射を行って、高いシステム総合性能を示すことができた。信頼性の高い長パルス対応水冷式アンテナとして、革新的な直線駆動ミラーを用いる方式を設計した。ビームプロファイルと機械強度を評価する計算を行って実現可能性を確証した。
横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; 佐藤 文明; 和田 健次; et al.
JAEA-Technology 2008-065, 98 Pages, 2008/10
JAEA-Technology-2008-065.pdf:38.83MB
本報告は、大型トカマク実験装置JT-60Uの次期装置として計画されているJT-60SAの建設に先立って必要な、JT-60高周波加熱装置大電力増幅設備及び電源設備等の解体について検討した結果をまとめたものである。RF増幅室I,RF増幅室II,RF増幅室III,加熱電源棟,トランスヤード,一次冷却棟,加熱ポンプ室,ドライエリアを含むJT-60実験棟地下設備,JT-60実験棟屋上に至る広い範囲での設備解体について検討を行い、その(1)対象機器,(2)作業内容と内訳,(3)物量の推定,(4)解体の手順方法と留意事項についてまとめた。
森山 伸一; 小林 貴之; 諫山 明彦; 寺門 正之; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 平内 慎一; et al.
Proceedings of 22nd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2008) (CD-ROM), 8 Pages, 2008/10
JT-60Uの電子サイクロトロン周波数帯(ECRF)加熱電流駆動装置のジャイロトロン開発において、1.5MW,1秒間(110GHz)の出力を得ることに成功した。これは1秒以上のパルス幅では世界最高値である。熱応力の観点で注意深く設計された共振器,ミラー駆動ベローズのRFシールド,誘電損失の小さいセラミックを用いたDCブレークがこの出力を可能にした。一方、5kHzという高い周波数でパワー変調を行うことに成功しJT-60Uの新古典テアリングモード(NTM)抑制実験の成果につながった。ジャイロトロンのカソードヒーターパワーとアノード電圧の実時間制御によって0.4MW,30秒の長パルス入射をデモンストレーションし、伝送系部品の温度上昇を測定するとともにその健全性を確認し、さらなる長パルス入射の見通しを得た。また、4本のジャイロトロンを同時に発振させ2.9MW,5秒の高パワー入射を行って、高いシステム総合性能を示すことができた。信頼性の高い長パルス対応水冷式アンテナとして、革新的な直線駆動ミラーを用いる方式を設計した。ビームプロファイルと機械強度を評価する計算を行って実現可能性を確証した。
森山 伸一; 小林 貴之; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; et al.
no journal, ,
JT-60SA用電子サイクロトロン周波数帯(ECRF)加熱電流駆動装置の設計を進めており、現状の入射電力約3MW5秒(110GHz 4系統)のJT-60U用ECRF装置を改造し、7MW100秒(110GHz 4系統,140GHz 5系統)に増力する計画である。アンテナはJT-60Uで実績のある回転ミラー式と新方式の直線駆動式の開発を平行して進めている。前者では長パルス入射に不可欠な熱除去の方法として、核融合炉級環境での信頼性を高める目的で、冷却水を用いない熱伝導による除熱の可能性を探っている。一方、真空容器内の冷却水供給管を剛体にできる後者では、曲面鏡の曲率と寸法に対してビームの駆動範囲とプロファイルを計算し、480mm角のポートに収納可能なアンテナを設計できる見通しを得た。高周波源のジャイロトロン開発では絶縁円筒をアルミナから窒化珪素に変更することによって漏れ高周波による発熱を抑え、0.2秒以上のパルス幅では世界初となる1.5MW(1秒)の発振に成功した。さらに1MWで100秒連続発振を目指して、ITER向け170GHz管で実績のあるモード変換器の改良を実施中で、年度内に試験を開始できる見込みである。
小林 貴之; 諫山 明彦; 澤畠 正之; 寺門 正之; 下野 貢; 五十嵐 浩一; 日向 淳; 梶原 健; 春日井 敦; 坂本 慶司; et al.
no journal, ,
JT-60ジャイロトロンを用いた1.5MWの高出力運転を行った。これまで1MWを大きく超えるジャイロトロン出力は100ms以下のパルス幅でのみ達成されてきたが、2007年に初めて1秒間の1.5MW出力に成功している。1.5MW発振時のジャイロトロン各部の温度上昇などを評価した結果、少なくとも3秒以上までは熱負荷の問題がないことが明らかになったため、今回初めて3秒以上の1.5MW出力を目標として試験を行った。その結果、発振初期のみにおいてアノード電圧を変化させる運転シナリオの開発等により高効率発振を得て、初めて約1.5MWの出力を4秒間以上維持することに成功した。
森山 伸一; 諫山 明彦; 小林 貴之; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; 長谷川 浩一; 下野 貢; 横倉 賢治; et al.
no journal, ,
JT-60SA電子サイクロトロン加熱電流駆動装置の設計と開発を進めている。当初4系統整備する装置のうち2系統分の電源を幅広いアプローチの枠組みの中でEUが製作し、他の部分はJT-60の装置を改造する。最終的には110GHzジャイロトロン9基を用いて総合出力9MW(入射電力7MW), 100秒のシステムとする計画である。ジャイロトロンの開発運転においては、放射器改良により100秒発振への明るい見通しが得られており、コンディショニング途上ながら1MW, 12秒にて不要RFの顕著な減少を確認した。高パワー出力試験においては、アノード電圧制御を用いてパルス開始直後から高効率発振を得ることで、1.5MW, 4秒間の、秒オーダーでは世界最高となる出力を得ることに成功している。信頼性の高い冷却機構を有する直線駆動式アンテナの基本性能をモックアップ試験で確認した。また、トロイダルビームスキャンを可能にするミラー駆動機構を考案、機械設計を開始した。EUが製作する電源は電圧可変式としてコレクタ-ボディ間、カソード-アノード間にそれぞれ独立に設ける設計を進めており、自由度の高い電圧制御が可能になる見通しである。
和田 健次; 小林 貴之; 諫山 明彦; 長谷川 浩一; 佐藤 文明; 横倉 賢治; 鈴木 貞明; 柴山 実; 平内 慎一; 下野 貢; et al.
no journal, ,
日本原子力研究開発機構では、約20年間核融合研究を推進してきたJT-60U装置を改修し超伝導コイルを用いたサテライトトカマク装置(JT-60SA)を建設する計画である。この計画に伴い、プラズマにミリ波を入射して局所加熱/電流駆動を行い、閉じ込め性能を向上させるための電子サイクロトロン加熱(ECH)装置の設計を進めている。本発表では、JT-60SA計画に求められるECH装置の長パルス運転(系統あたり1MW,100秒間)を実現するために必要な、水冷アンテナの設計、並びに周辺機器との物理的干渉を回避する高効率伝送ラインのレイアウト設計に関して、3D-CADを用いて行った検討について報告する。
小林 貴之; 諫山 明彦; 寺門 正之; 佐藤 文明; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; 和田 健次; 下野 貢; et al.
no journal, ,
プラズマ性能を劣化させる新古典ティアリングモード(NTM)を高効率で安定化する手法として、出力変調した電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)が有効と考えられている。JT-60UにおいてNTM安定化実験に必要なジャイロトロン出力変調周波数は5kHz程度であるが、これまではアノード分圧器の動作時定数と、電源回路内の充放電電流の変調時の増大により、3kHz以下の変調周波数に制限されていた。今回、アノード分圧器の改良と、回路内抵抗及びコンデンサの調整により初めて5kHz以上の変調を可能とした。さらに、発振条件のスキャンにより、安定に変調可能な領域を調べるとともに、不要モード発振を抑制した。また、プラズマの回転に応じて変化するNTM周波数に対し、位相、デューティを実時間で同期させる制御システムを構築し、JT-60Uにおける変調ECCDによるNTM抑制実験を初めて実施した。これらの開発の成果について報告する。
寺門 正之; 下野 貢; 澤畠 正之; 五十嵐 浩一; 佐藤 文明; 和田 健次; 小林 貴之; 森山 伸一; 藤井 常幸
no journal, ,
炉心プラズマの研究開発を行っているJT-60Uでは、電子サイクロトロン加熱(ECH)装置を使用した高周波出力変調運転を行っている。その方法は、高周波源であるジャイロトロンのアノード電圧を制御することによりジャイロトロンの主電源である特高電力を遮断することなく出力を変調させるもので、変調周波数が12.2Hz
500Hzにおいて変調度(パワー)は約80%である。しかし、今後予定されているJT-60 Super Advanced(JT-60SA)計画において、電磁流体力学(MHD)的不安定性である新古典的テアリングモード(NTM)を抑制するための手法として、その周波数に合わせて変調入射を行う必要性が生ずる。そこで、ジャイロトロンの高周波出力を数kHz程度に変調する技術の検証を行った結果、周波数3.5kHzで変調度が84%の発振変調に成功した。実用レベルのパルス幅としては、3.0kHz(400msec)までの発振変調が可能である。さらに、FETを用いた新型の分圧基板を試作して回路単体での10kHz動作を確認した。
森山 伸一; 小林 貴之; 諫山 明彦; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; et al.
no journal, ,
JT-60SAの電子サイクロトロン加熱(ECH)装置には100秒間のパルス幅が必要となるために、ジャイロトロンはモード変換器の改良により変換損失の低減を図る。アンテナは強制冷却が必要となりかつ広いビーム入射角度範囲が求められるため、直線駆動式ミラーを用いて冷却配管可撓部を真空容器外にのみ設ける形式により信頼性を確保する。第1平面鏡(M1)を導波管の軸に沿って駆動することで第2曲面鏡(M2)へのビームの入射位置を変化させ、ポロイダル入射角度(
)をスキャンできる。トロイダル入射角度(
)はM1を回転することで18度程度変えられる。プラズマ中心と周辺をカバーするためには広いポロイダル角度範囲(
)が求められるが、M2の曲率半径を小さくすると焦点鏡としての作用が強くなりビームウエストがM2に近くなって、共鳴層でのビーム径が広がってしまう。一方、新古典テアリングモード抑制のためにはビーム径を磁気島の幅に比べて小さくすることが求められる。とビーム径のバランスを電磁界分布計算によって評価した。を変えずにビーム径を絞るためにM1を凸面としてビームウエストを共鳴層に近づける検討も開始した。
森山 伸一; 小林 貴之; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; et al.
no journal, ,
JT-60SA電子サイクロトロン周波数帯(ECRF)加熱電流駆動装置の設計を進めており、現状の入射電力約3MW,5秒(110GHz,4系統)のJT-60U用ECRF装置を改造し、7MW,100秒(110GHz4系統,140GHz5系統)に増力する計画である。ジャイロトロン開発では、絶縁円筒をアルミナから窒化珪素に変更し、モード変換損失高周波等による発熱を抑え、1.5MW,1秒間の発振に成功した。1ms級では2MWの原理検証試験がロシアと欧州で行われているが、核融合実験の実用パルス幅である0.1秒以上ではJT-60Uのジャイロトロンが従来から世界をリード(1.3MW)しており、今回の発振パワー1.5MWは当初定格及び欧米の競合管の記録の約1.5倍となった。冷却水温度から推定して絶縁円筒温度は低く維持されていると見られ、キャビティ温度は冷却水沸騰温度に到達せずに、パルス幅より短い0.7秒程度で飽和した。一方、飽和に5から10秒を要するコレクタ温度はパルス幅3秒程度で冷却水が沸騰に至る可能性を示した。さらに1MWで100秒連続発振を目指して、モード変換器の効率改善の改良を実施中である。
森山 伸一; 小林 貴之; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 寺門 正之; 五十嵐 浩一; 和田 健次; 藤井 常幸
no journal, ,
JT-60U電子サイクロトロン加熱装置のジャイロトロンにおいて、1秒以上のパルス幅では世界初となる1.5MWの高パワー発振に成功している。1-1.5MW出力時のジャイロトロン各部の温度分布測定を行って、運転可能領域を評価するための試験を実施した。キャビティ温度の飽和時間は出力1MW以上の場合、1秒以下であった。1.5MW 1秒間出力時の温度上昇は120
C(到達温度140C)と冷却水(3-5atm)の沸点を下回っており、さらにパルス幅を伸ばしても、キャビティ温度に関しては問題ないと考えられる。一方、コレクタ温度分布測定では、1.44MW, 1秒間において最高温度が100Cを大きく上回らないと推測できるデータが得られた。コレクタ周方向の温度の偏差は25%以下であった。また、1-1.5MWの範囲でコレクタ温度と出力RFパワーの相関は小さかった。これは、定格の1MWを超えてもなお、大出力になるほど効率が高くなる(45%)傾向に起因すると考えられる。長パルス技術の開発においてはアノード、ヒーター制御を用いて0.5MW, 30秒をプラズマに入射し、伝送系の健全性を評価した。
諫山 明彦; 小林 貴之; 森山 伸一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 寺門 正之; 平内 慎一; et al.
no journal, ,
電子サイクロトロン波による加熱・電流駆動は局在化した吸収分布が得られるという長所があり、新古典テアリングモード(NTM)などのMHD不安定性を制御するために有効である。このほか電子サイクロトロン波はプラズマ着火や壁洗浄のツールとしても用いることができる。これらはJT-60Uにおいて実験的に示されていて、JT-60SAにおいても電子サイクロトロン波は引き続き重要な役割を担うと考えられる。JT-60SAのInitial Research Phaseにおいては、4基のジャイロトロンが装備され、そのうち2基は出力1MW,パルス幅100秒の運転を行う予定である。入射パワーの波形としては通常の矩形波のほか、5kHz程度でのオン/オフ変調も予定されている。電源,伝送路,ジャイロトロンなどの多く機器はJT-60Uのものを再利用するため、JT-60SAでの運転に向けて改良や開発が現在行われている。本講演では、JT-60SAにおける電子サイクロトロン波装置の開発に加え、長パルス試験(出力1MW,パルス幅10秒)などの最近の結果について報告する。
森山 伸一; 小林 貴之; 諫山 明彦; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; et al.
no journal, ,
JT-60UのECRF加熱装置は2008年の運転完了までに、4基のジャイロトロンを用いて設計定格である4MW(5秒)の発振パワーを達成し、3MWのプラズマへの入射を行った。運転終了後のアンテナに大きな損傷はないものの、軽微な放電痕が数箇所確認され、またミラー表面に軽度の変色が認められた。一方運転データの統計的整理を行い、85%を上回る高いショットの成功率が得られていたことをあらためて確認した。JT-60Uの実験終了後もJT-60SAに向けてジャイロトロン及び伝送回路の高パワー長パルス開発を継続している。1MW, 100秒出力を目指した開発においてはモード変換器を改良したジャイロトロンにおいて、これまでパルス幅を制限していたDCブレーク部への回折RFのパワーを半減させることに成功し、目標達成に明るい見通しが得られた。ジャイロトロン管内のガス出しコンディショニング中であり、現在の達成値は1MW, 17秒である。一方、アノード電圧の能動的制御によってパルス開始直後から高い効率を得る運転手法を開発し、1.5MWという高パワーでの出力パルス幅の世界記録を1秒から4秒に伸ばすことに成功した。
森山 伸一; 小林 貴之; 諫山 明彦; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; et al.
no journal, ,
JT-60SA用電子サイクロトロン(ECRF)装置の設計と開発を進めている。入射パワー3MW,入射時間5秒(110GHz, 4系統)の既存のJT-60U用ECRF装置を2段階に改造し、最終的には7MW100秒(9系統)に増力する計画である。長パルス入射にはアンテナの冷却が不可欠であるが、核融合炉級環境での信頼性を高める目的で、真空容器内の冷却水供給管を剛体にできる直線駆動ミラーを用いた方式の開発を行っている。既に曲面鏡の曲率と寸法に対してビームの駆動範囲とプロファイルを計算し、480mm角のポートに収納可能なアンテナを設計できる見通しを得ており、これを確認する低パワーモックアップ試験を開始した。導波管レイアウトや架台の具体的設計も進めている。高周波源のジャイロトロン開発では1MWで100秒連続発振を目指して、ITER向け170GHz管で実績のある方式のモード変換器への改良を実施し、短パルスでのエージングを2008年末に開始した。既存の高電圧電源の容量では100秒発振が難しいので、約2倍の容量の既存LHRF用電源を接続する改造を2009年3月までに行い、まもなくエージングを再開する。
