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関根 由莉奈; 高木 紀*; 須藤 小葉子*; 梶原 祐太郎*; 深澤 裕; 深澤 倫子*
Polymer, 55(24), p.6320 - 6324, 2014/11
被引用回数：21 パーセンタイル：62.87(Polymer Science)ハイドロゲルにおいて高分子側鎖が水の構造に及ぼす影響を調べるため、ポリアクリルアミドゲル(PAA)及びポリ
ジメチルアクリルアミドゲル(PDMAA)のラマンスペクトルを測定した。PAAとPDMAAは側鎖以外は同じ化学構造を有するポリマーである。結果、水分子の振動を示すO-H伸縮振動はPAAの場合含水率の減少に伴い低波数側にシフトし、PDMAAの場合は高波数側にシフトした。これらの結果より、PAAゲルにはPAAの親水基と強い水素結合で結合した水分子が存在し、一方、PDMAAゲルには弱い水素結合でネットワーク化した水分子が存在することを明らかにした。PAAとPDMAAはほぼ同様の構造を持つにも関わらず、側鎖の違いにより水分子の構造を大きくことなることが分かった。これらの水と高分子に関する知見は、新たな高分子材料の開発に極めて重要である。
坂本 慶司; 春日井 敦; 高橋 幸司; 南 龍太郎*; 小林 則幸; 梶原 健
Nature Physics, 3(6), p.411 - 414, 2007/06
被引用回数：191 パーセンタイル：97.38(Physics, Multidisciplinary)発振モードTE31,8の170GHzジャイロトロンにおいて、効率が55%以上の安定1MW発振を世界で初めて達成した。複数のジャイロトロンパラメータを発振中能動的に制御する手法を世界で初めて開発し、その結果、発振条件をいわゆる高効率発振が得られる難自己発振領域に容易に確立できることを実証した。さらに、目的のTE31,8モードが、近傍のTE30,8モードの寄生モードとして成長し、最終的に系を支配してしまうという新たな非線形過程を発見した。この効果により、TE31,8モードの安定自己発振領域が大きく広がることを見いだした。
春日井 敦; 坂本 慶司; 高橋 幸司; 梶原 健; 池田 幸治; 小守 慎司; 小林 則幸; 假家 強*; 南 龍太郎*; 満仲 義加*
no journal, ,
ITERでは170GHzジャイロトロンを用いて、400秒以上の電子サイクロトロン加熱・電流駆動、不安定性の制御等を行うことが計画されている。日本をはじめ、EU,ロシアがITER用ジャイロトロンの開発を積極的に進めてきた。その開発目標値は、周波数170GHz,出力1MW以上,パルス幅500秒以上,効率50%以上であった。原子力機構ではこれまでに開発した革新的技術に加え、内蔵するモード変換器等の最適化,ビーム電流の減少の抑制,発振用電子ビームの質の向上などにより、1時間の定常動作に成功した。さらに、エネルギー源となる回転電子ビームの回転周波数と回転比を発振中に制御することにより、発振が容易な従来の運転領域から、一旦発振できれば高い発振効率が得られると理論的に予測されていた難発振領域に安定に移行させることに世界で初めて成功した。その結果、高出力、高効率での長時間運転が可能となり、ITER用ジャイロトロンの性能目標値を大きく上回る、出力1MWで、効率55%の連続出力ジャイロトロンの開発に成功した。この成果により、平成19年度のプラズマ・核融合学会賞を受賞することとなった。本件はその受賞記念講演に関するものである。
関根 由莉奈; 深澤 倫子*; 梶原 祐太郎*; 伊東 雄*; 深澤 裕
no journal, ,
高分子や糖溶液中に存在する水は、溶質分子との相互作用やその空間的制限からバルク水とは異なる構造や性質を示す。高分子や糖存在下における水や氷の構造や性質は、凍結融解法を利用して作製した材料の性質や生体試料の状態と密接に関係するため、その物性を調べることは重要である。本研究では、グルコース存在下における水や氷の物性を明らかにすることを目的とし、中性子散乱測定を行った。本発表では、得られた回折パターンの変化より、グルコース溶液中に存在する水と氷の構造について詳しく述べる。グルコース水溶液を140 Kまで冷却したところ、純粋なD
O氷とは異なる回折パターンが観察された。これら結果は、冷却速度が比較的遅い場合、グルコースDO水溶液より通常の氷とは異なる構造の氷が形成されることを示す。本発表では、得られた中性子回折パターンより明らかとなったゲル中の水及び氷の構造について詳しく述べる。
坂本 慶司; 假家 強*; 小田 靖久; 南 龍太郎*; 池田 亮介; 梶原 健; 小林 貴之; 高橋 幸司; 森山 伸一; 今井 剛*
no journal, ,
For the Electron cyclotron resonance heating and current drive system on DEMO reactor, the mm-wave of more than 200 GHz is expected. To increase the gyrotron frequency, extremely high-order oscillation mode should be adopted to suppress the Ohmic loss on the resonator wall to less than 
20 MW/m
. Here, we designed and fabricated a 300 GHz gyrotron of TE32,18 mode oscillation and started a short pulse experiment to investigate the oscillation characteristics of the high order mode at 300 GHz. As a preliminary result, we demonstrated the power generation of 0.5 MW at 300 GHz oscillation at the oscillation mode of TE32,18, and other modes.
坂本 慶司; 假家 強*; 小田 靖久; 南 龍太郎*; 池田 亮介; 梶原 健; 小林 貴之; 高橋 幸司; 森山 伸一; 今井 剛*
no journal, ,
For the Electron cyclotron resonance heating and current drive (ECH&CD) system on fusion DEMO reactor, the high power mm-wave of 200 GHz 300 GHz is expected. To increase the gyrotron frequency, extremely high-order oscillation mode should be adopted to suppress the Ohmic loss on the resonator wall less than ~20 MW/m. Here, we designed and fabricated a 300 GHz gyrotron of TE32,18 mode oscillation and started a short pulse experiment to investigate the oscillation characteristics of the high order mode at ~300 GHz. As a preliminary result, we demonstrated the power generation of ~0.5 MW at ~300 GHz oscillation at the oscillation mode of TE32,18, and other modes. A height of the test gyrotron is ~2 m. The electron gun is diode type magnetron injection gun (MIG), to maximize the diameter of an electron emitter (d = 74 mm). The resonator is a conventional open cavity. The diameter is 31.6 mm, which corresponds to the 300 GHz oscillation with TE32,18 mode. This mode is capable of 0.5 MW/300 GHz at CW operation. The distance from the emitter to the resonator is ~520 mm. The oscillation power is transmitted by the collector as a waveguide, and outputted as the oscillation mode through the sapphire window of 102 mm in diameter. A super-conducting magnet (SCM) is a 13 T liquid-He-free-magnet, which has a room temperature bore diameter of 110 mm. A dummy load is put on the top of the gyrotron to absorb and measure the output power. In the experiment, we demonstrated the power generation of ~0.5 MW at ~300 GHz oscillation at the TE32,12 mode. The applied beam voltage is 80 kV, and the beam current is 36.8 A. Pulse duration is ~2 msec. A MIG field is optimized to oscillate the target mode. The power peak was around 12.0 T, which corresponds to the TE32,18 mode. By decreasing the magnetic field to ~11.73 T, lower adjacent mode TE31,18 appeared. Detailed studies of the mode competition, etc., will be carried out.
