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佐々木 明; 加藤 進*; 高橋 栄一*; 岸本 泰明*; 藤井 隆*; 金澤 誠司*
Japanese Journal of Applied Physics, 55(2), p.026101_1 - 026101_10, 2016/02
被引用回数：2 パーセンタイル：8.75(Physics, Applied)放電の確率的な振る舞いを再現するパーコレーションモデルによるシミュレーションについて述べる。放電領域をマクロ的なセルに分割し、それぞれが絶縁体か導体かのいずれかの状態にあることを確率的に決定し、セルが構成するメッシュ上で回路方程式を解く方法で、電場や電流の構造の時間発展を計算した。空間の静電容量及び、各場所の電離のダイナミクスを考慮することと、電離領域の生成、消滅の確率を、電界や電流密度の大きさで重み付けすることで、印加電界の効果や媒質の特性を考慮した。電極・ストリーマ先端の電離と、媒質内部のランダムな電離の両方が放電の構造形成に重要な役割を持つことがわかった。計算は、電圧印加後、部分放電が起こるタイムラグがあって、そののちにステップドリーダが成長して短絡する様相を再現することができた。
佐々木 明; 加藤 進*; 高橋 栄一*; 金澤 誠司*
JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.015029_1 - 015029_4, 2014/03
ストリーマ放電のパーコレーションモデルによるシミュレーションについて報告する。ストリーマ放電の複雑なメカニズムは長く研究されてきたにもかかわらず完全には理解されていなかったが、空間を離散的なセルに分割し、各セルが確率的に電離するとし、セルが構成する回路ネットワークで電流を評価するシミュレーションによって、放電の構造形成を再現できることを示した。電離のダイナミクスや、空間の静電容量を考慮することで、放電の時間発展、前駆現象からステップドリーダの成長を再現できることがわかった。
佐々木 明; 岸本 泰明*; 高橋 栄一*; 加藤 進*; 藤井 隆*; 金澤 誠司*
Physical Review Letters, 105(7), p.075004_1 - 075004_4, 2010/08
被引用回数：12 パーセンタイル：58.56(Physics, Multidisciplinary)パーコレーションモデルによるレーザーガイド放電の3次元シミュレーションについて述べる。ストリーマ先端の逐次的な進展と、逃走電子によるランダムな電離を考慮するモデルにより、超短パルスレーザー照射によって、予備生成したプラズマチャネルに沿って起こす放電の確率的な振舞,遠回りや枝分かれを伴う放電路の形成をよく再現することを示す。プラズマチャネルにおける導電性領域の割合がガイディングの成否の確率に与える効果についても考察する。
矢花 修一*; 金澤 健司*; 永田 聖二*; 北村 誠司; 佐野 剛志*
Proceedings of 2009 ASME Pressure Vessels and Piping Division Conference (PVP 2009) (CD-ROM), 9 Pages, 2009/07
This paper describes results of shaking table tests to grasp ultimate behavior of seismic isolation system under extremely strong earthquake motions, including failure of rubber bearings. In the test, lead rubber bearings, of which the diameter is 505 mm and about 1/3 scale of a prototype in planning FBR plants, are used; the test specimens are loaded by the largest three-dimensional shaking table in E-defense of National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention of Japan. Failure of rubber bearings occurs with amplified tentative design earthquake motions. From the tests, the ultimate responses of the upper structure and rubber bearings are presented. In particular, the change of floor response spectra and restoring force characteristics of rubber bearings according to increase of input motions is discussed.
代谷 誠治*; 三澤 毅*; 宇根崎 博信*; 市原 千尋*; 小林 圭二*; 中村 博*; 秦 和夫*; 今西 信嗣*; 金澤 哲*; 森 貴正
JAERI-Tech 2004-025, 93 Pages, 2004/03
JAERI-Tech-2004-025.pdf:6.69MB
本研究では、京都大学原子炉実験所の将来計画に関連して、(1)高エネルギー中性子の物質透過実験,(2)京都大学臨界集合体実験装置(KUCA)における加速器駆動未臨界炉(ADSR)模擬実験,(3)MCNP-Xコードによる京都大学原子炉(KUR)型ADSRの概念的核設計を行い、ADSR型の研究用中性子源の実現に資するとともに、ADSR一般の開発に向けた炉物理的課題を抽出することを目的とした。本研究を通じて、ADSRの基本的特性の概略を理論的,実験的に把握することができ、今後の研究を推進するうえで必要な基礎的知見が得られた。その知見をあえて一言で表現すれば、予想に違わず、ADSRの基本特性は未臨界炉の基本特性に大きく左右されるということである。今後、ADSRの実現に向けて、より詳細な研究を着実に積み上げることが必要と考えられるが、そのためには、(1)核データのより一層の精度向上,(2)未臨界度測定や高エネルギーから低エネルギー領域に及ぶ中性子束の絶対値測定などのADSRを対象とした炉物理実験手法の確立,(3)核破砕中性子発生挙動から遅発中性子挙動の取り扱いを含むADSR関連の解析ツールの整備が必要不可欠である。
佐々木 明; 鳥居 建男; 加藤 進*; 高橋 栄一*; 藤井 隆*; 金澤 誠司*; 岸本 泰明*
no journal, ,
雷放電のような、高気圧,長ギャップ放電の理論モデル,シミュレーションについて述べる。気体中に生成する逃走電子等によるランダムな電離の効果により、気体が電離しプラズマ化する過程を相転移現象として捉え、突発性や構造形成を臨界現象として理解する可能性について理論的に考察する。また、パーコレーションモデルによるシミュレーションを行い、結果をレーザーガイド放電の実験と比較する。プラズマ相転移の概念や、モデル化手法を、原子過程や輻射輸送が関与するより広いプラズマ現象に適用する可能性について検討する。
佐々木 明; 鳥居 建男; 加藤 進*; 高橋 栄一*; 岸本 泰明*; 藤井 隆*; 金澤 誠司*; 小田垣 孝*
no journal, ,
放電現象が、媒質内部に生成したプラズマ化した領域のつながりによって起こると考える、パーコレーションモデルによるモデリングを行なっているので報告する。ストリーマの成長が、媒質の静電容量や、プラズマ領域の生成、消滅のダイナミクスをモデルに取り入れることで、再現されることを示す。実験結果との比較をもとに、ストリーマ先端の電離と、媒質内部のランダムな電離の効果が、放電の進展に与える効果や、それをモデルに反映させる方法について検討する。
ガス中の放電の時空間の構造形成のパーコレーションモデルによる解析佐々木 明; 加藤 進*; 高橋 栄一*; 藤井 隆*; 金澤 誠司*; 岸本 泰明*
no journal, ,
放電のパーコレーションモデルによる解析において、SFの電離係数
と付着係数
を考慮して、放電の実験的な特性を再現することを試みた結果を報告する。放電ギャップ内の電離領域の確率的な時間発展の計算と、放電電流、内部の電界の回路方程式による計算とを、結合したシミュレーションを行なった。SFの電界に比例する電離係数と、それに反比例する付着係数を考慮すると、電界の二乗に比例して電離領域は生成しやすくなって、ストリーマが生成し、さらに付着または再結合による電子の消滅係数を、放電電流によって抑制し、放電電流によってプラズマが加熱する効果を考えると、ストリーマの成長の特徴が再現されることを示す。
金澤 健司*; 永田 聖二*; 矢花 修一*; 平田 和太*; 梅木 克彦*; 北村 誠司
no journal, ,
高速増殖炉用水平免震システムの設計挙動から終局挙動までを把握するために大型3次元振動台を用いて実施した振動台試験を対象として、試験体全体の振動モード特性と免震層における水平力学特性を分析した。本稿では、積層ゴム単体の静的特性と免震層全体の動的力学特性の関係、及び免震システムの振動モードの同定について述べる。
佐々木 明; 高橋 栄一*; 加藤 進*; 岸本 泰明*; 藤井 隆*; 金澤 誠司*; 鳥居 建男
no journal, ,
雷放電のような長ギャップ放電の確率的な振舞について、ストリーマ,リーダーの先端の逐次的な成長と、そこでの強い電界によって生成する逃走電子の作用よるランダムな電離を考慮したパーコレーションモデルで解析した結果を報告する。レーザーガイド放電をはじめとする実験との比較の結果について述べ、逃走電子の発生,伝播,電離の素過程についても検討し、モデルの妥当性について議論する。
佐々木 明; 高橋 栄一*; 加藤 進*; 岸本 泰明*; 藤井 隆*; 金澤 誠司*
no journal, ,
パーコレーションモデルによる放電シミュレーションに、空間の静電容量,インダクタンスと、電離領域の生成のダイナミクスを考慮する拡張を行った。シミュレーションはステップドリーダーの成長を再現し、実験的にも観測されている、リーダー生成以前の前駆現象も再現できるようになった。
佐々木 明; 加藤 進*; 高橋 栄一*; 藤井 隆*; 金澤 誠司*; 岸本 泰明*
no journal, ,
放電現象は長く研究され、産業分野でも広く応用されているが、その突発性,構造形成のメカニズムは未だに完全には明らかではない。われわれは、媒質中に生成したプラズマ、あるいは導体領域が接続して放電が発生するという、パーコレーションモデルに基づくシミュレーションを行っている。今回は、プラズマ領域の生成・消滅のダイナミクスと、空間の静電容量・インダクタンスを考慮した計算を行い、放電の前駆現象や、ステップドリーダーの間歇的・階段状の進展を再現する結果を得たので報告する。
佐々木 明; 加藤 進*; 高橋 栄一*; 藤井 隆*; 金澤 誠司*; 岸本 泰明*
no journal, ,
パーコレーションモデルを用いて、放電,絶縁破壊現象の時空間の構造形成のメカニズムを明らかにする研究を行っている。今回、単純なパーコレーションモデルを改良し、直流抵抗に加えて空間の静電容量も考え、各領域がいったん電離したあと再結合して中性ガスに戻る過程も考慮し、電離領域の分布の時間発展に対する、電流の変化の解析を行ったところ、放電前駆現象や、ステップドリーダーの進展などの実験の特性をよりよく再現できるようになった。現象の時間発展を記述するためには、空間要素を直列の抵抗とコンデンサで構成し、プラズマ化することによりコンデンサを短絡するモデルが適切であることを示した。
佐々木 明; 鳥居 建男; 高橋 栄一*; 加藤 進*; 藤井 隆*; 金澤 誠司*; 岸本 泰明*
no journal, ,
放電を浸透現象(パーコレーション)として取り扱い、遠回りや枝分かれのある放電路が、突然発生する様子を再現できることを示したが、今回、モデルを、より実際的な放電の特性の解析に応用する可能性について検討した。中性媒質中に生成するプラズマ化した領域の分布や、電流,電位の分布の時空間構造を解析するためのモデルについて検討し、空間の要素として、直列接続された静電容量と抵抗とを考えるモデルを構築し、放電の前駆現象や、ステップドリーダーの階段状で、加速度的な成長を模擬することができた。
匂坂 明人; 西内 満美子; Pirozhkov, A. S.; 小倉 浩一; 榊 泰直; 前田 祥太; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; 福田 祐仁; 余語 覚文; et al.
no journal, ,
高強度レーザーと薄膜との相互作用により、高エネルギーの粒子,硬X線,高次高調波,テラヘルツ波などが発生する。特にレーザー駆動陽子線については、医療用などの小型イオン源への利用が期待されている。今回、日本原子力研究開発機構設置のチタンサファイアレーザー(J-KAREN)を用い、高強度レーザーと薄膜ターゲットとの相互作用実験を行った。レーザーのパルス幅は、半値全幅で
40fsであった。プリプラズマの生成は、干渉計を用いて調べた。レーザーの高コントラスト化により、プリプラズマを減らすことができた。陽子の最大エネルギーは、レーザーの高度化に伴い増加した。レーザー強度1
10
W/cm
において、陽子の最大エネルギーとして40MeVが得られた。
西内 満美子; 榊 泰直; 匂坂 明人; 前田 祥太; Pirozhkov, A. S.; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; 小倉 浩一; 福田 祐仁; 松川 兼也*; et al.
no journal, ,
レーザー駆動型のイオン線は、その類稀な特徴より医療応用をはじめとして多くの応用の分野から着目を浴びている。その中の一つとして、既存の加速器へのインジェクターがある。重イオンを高エネルギーまで加速する加速器の小型化には、できるだけ電荷質量比(Q/M)が高く、高電流密度を持つイオン源が必要不可欠となる。一方、原子力機構関西研においては、高コントラスト超高強度短パルスレーザーJ-KARENを用いてレーザー駆動イオン加速研究を行っている。レーザー自身の高い電場強度によってプラズマ中のイオンは高いQ/Mを実現し、かつ同時に高エネルギーにまで加速することが可能である。最適化を行えば、既存の加速器のイオン源のみならず初段の線形加速器までの置き換えが可能となる。本講演では、薄膜と超高強度短パルス高コントラストレーザーとの相互作用によって、高エネルギーイオンの加速に成功したことについて報告する。
匂坂 明人; 西内 満美子; Pirozhkov, A. S.; 小倉 浩一; 榊 泰直; 前田 祥太; Pikuz, T.; Faenov, A. Y.*; 福田 祐仁; 金崎 真聡; et al.
no journal, ,
高強度レーザーと薄膜との相互作用により、高エネルギーの粒子、硬X線、高次高調波、テラヘルツ波などが発生する。特にレーザー駆動陽子線については、医療用などの小型イオン源への利用が期待されている。今回、日本原子力研究開発機構設置のチタンサファイアレーザー(J-KAREN)を用い、高強度レーザーと薄膜ターゲットとの相互作用実験を行なった。レーザーのパルス幅は、半値全幅で40fsであった。レーザー反射方向に発生する高次高調波(2次4次)を、分光器によって測定した。レーザー強度110W/cmにおいて、陽子の最大エネルギーとして40MeVが得られた。
匂坂 明人; 西内 満美子; Pirozhkov, A. S.; 小倉 浩一; 榊 泰直; 前田 祥太*; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; 福田 祐仁; 金崎 真聡*; et al.
no journal, ,
高強度レーザーと薄膜との相互作用により、高エネルギーの粒子, 硬X線, 高次高調波, テラヘルツ波などが発生する。特にレーザー駆動陽子線については、医療用などの小型イオン源への利用が期待されている。今回、日本原子力研究開発機構設置のチタンサファイアレーザー(J-KAREN)を用い、高強度レーザーと薄膜ターゲットとの相互作用実験を行なった。レーザーのパルス幅は、半値全幅で40fsであった。レーザー反射方向に発生する高次高調波(2次4次)を、分光器によって測定した。レーザー強度110W/cmにおいて、陽子の最大エネルギーとして40MeVが得られた。
前田 祥太; 西内 満美子; 榊 泰直; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; 小倉 浩一; 福田 祐仁; 松川 兼也*; et al.
no journal, ,
原子力機構では、超高強度超短パルスレーザーと薄膜を相互作用させて高エネルギーイオン発生の研究を行っている。装置の巨大化を抑えつつ発生イオンを高エネルギー化するためには、照射条件を最適化しなければならない。最適化するパラメータの決定には、イオンと同時に発生する電子や中性子、X線の情報から、プラズマ中の物理現象を知る必要がある。そこで本研究では、レーザープラズマ相互作用で発生した電子の温度を精度よく測るために、1-200MeVのブロードバンドなスペクトル検出器を開発した。検出器は、永久磁石と蛍光板およびCCDカメラで構成される。本発表では、まず、兵庫県立粒子線医療センターにて行った4・9・12・15MeVの準単色電子を用いての蛍光板発光特性の調査結果を報告する。次に、粒子輸送モンテカルロ計算コード「PHITS」を用いた計算機上での模擬実験により、データ解析手法を検証したので報告する。
ガス中の放電のダイナミクスのパーコレーションによるモデリング佐々木 明; 鳥居 建男; 加藤 進*; 高橋 栄一*; 金澤 誠司*; 藤井 隆*; 岸本 泰明*
no journal, ,
プラズマの構造形成が問題となる代表的な現象である放電現象を、内部に生成する電離領域が互いにつながることによって放電が起こると考えるパーコレーションモデルによって解析した。媒質として、代表的な絶縁ガスとして使われ、その中での放電現象が理論的、実験的に興味の対象となっている、SFを想定して解析を行った。電界に対して電離レートは比例し、付着レートは反比例する依存性を持ち、両者は印加電界360Tdで等しくなるという、特性を考慮してシミュレーションを行なうと、実験的に観測される前駆現象、ステップドリーダーの進展や、印加電界に対する放電開始の遅れ時間などの特性を再現できることが分かった。
