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尾上 龍次; 川俣 貴則; 大塚 薫; 関根 勝則; 小池 須美男; 五来 滋; 西山 裕; 深作 秋富
JAEA-Review 2012-010, 116 Pages, 2012/03
JAEA-Review-2012-010-01.pdf:65.41MBJAEA-Review-2012-010-02.pdf:81.33MBJAEA-Review-2012-010-03.pdf:87.98MBJAEA-Review-2012-010-04.pdf:45.25MB
JMTRは、熱出力50MWの軽水減速冷却タンク型の原子炉で、世界で現在稼働中の試験炉・研究炉の中で有数の高い中性子束を発生することができ、昭和43年3月の臨界から平成18年8月まで、原子炉の燃料及び材料の耐久性,健全性の試験や基礎研究,RI(ラジオアイソトープ)の製造等に利用されてきた。原子力機構は、このJMTRを原子力の基盤技術を支える原子炉と位置づけ、平成19年度より4年間で原子炉機器の更新を実施し、平成23年度から再稼働するために、平成18年8月から平成19年3月まですべての原子炉機器について、これまでの運転実績,経年変化の程度について調査し、継続使用する機器と更新する機器を選定した。この中で、保守用の交換部品の調達ができなくなるものについては優先的に更新することとし、再稼働後の保守,施設定期自主検査等の保全活動において、経年変化等の状態が把握できるものについては、重要度に応じて優先順位をつけた。本報告は、JMTR原子炉施設の更新のうち、原子炉冷却系統施設の更新(本体施設)に関するものである。
尾上 龍次; 川俣 貴則; 大塚 薫; 小池 須美男; 西山 裕; 深作 秋富
JAEA-Review 2011-018, 17 Pages, 2011/06
JAEA-Review-2011-018.pdf:2.71MB
JMTRは、熱出力50MWの軽水減速冷却タンク型の原子炉で、世界で現在稼働中の試験炉・研究炉の中で有数の高い中性子束を発生することができ、昭和43年3月の臨界から平成18年8月まで、原子炉の燃料,材料の耐久性,健全性の試験や基礎研究,RI(ラジオアイソトープ)の製造等に利用されてきた。原子力機構は、このJMTRを原子力の基盤技術を支える原子炉と位置づけ、平成19年度より4年間で原子炉機器の更新を実施し、平成23年度から再稼働することとした。更新にあたっては、すべての原子炉機器について、これまでの運転実績,経年変化の程度について調査し、継続使用する機器と更新する機器を選定した。この中で、保守用の交換部品の調達ができなくなるものについては優先的に更新することとし、再稼働後の保守,施設定期自主検査等の保全活動において、経年変化等の状態が把握できるものについては、重要度に応じて優先順位をつけた。本報告は、JMTR原子炉機器の更新のうち、冷却設備の更新についてまとめたものである。
吉田 麻衣子; 坂本 宜照; 末岡 通治; 川俣 陽一; 大山 直幸; 鈴木 隆博; 鎌田 裕; JT-60チーム
Fusion Engineering and Design, 84(12), p.2206 - 2213, 2009/12
被引用回数：17 パーセンタイル：72.88(Nuclear Science & Technology)イオン温度とプラズマ回転計測の高度化及び実時間制御を目的に、まず、これまでの時間分解能を約1桁向上した高速荷電交換再結合分光装置を開発し、実時間でイオン温度とプラズマ回転速度の導出を可能にした。本計測器は、空間30点のイオン温度とプラズマ回転速度を2.5msで計測でき、そのうち任意の空間4点の値を実時間処理している。さらに制御ロジックの開発を行い、実際に空間2点間のイオン温度勾配の実時間制御を実施し、目標値に追随した計測値が得られ、イオン温度の内部輸送障壁の強さを制御することに成功した。さらに、広いダイナミックレンジにわたるトロイダル回転速度の実時間制御に世界で初めて成功した。
海老沢 博幸; 花川 裕規; 浅野 典一; 楠 秀彦; 箭内 智博; 佐藤 信一; 宮内 優; 大戸 勤; 木村 正; 川俣 貴則; et al.
JAEA-Technology 2009-030, 165 Pages, 2009/07
JAEA-Technology-2009-030.pdf:69.18MB
2007年度から開始するJMTR原子炉施設の改修工事に先立ち、「継続使用する設備・機器」の健全性調査を実施した。調査範囲は、原子炉建家を筆頭に、排気筒,一次冷却系の塔槽類,カナルエキスパンドジョイント,UCL高架水槽,二次系冷却塔及び配管,非常用発電機等、多岐にわたった。その結果、一部補修を要する部分が確認され補修を行ったが、今後の長期保全計画に沿った保守管理を行うことで、十分な安全確保と長期使用に耐えうることが確認された。原子炉更新課は、以上の健全性調査の結果を踏まえて改修工事を進めている。
川俣 陽一; 内藤 磨; 清野 公広; 伊丹 潔; 戸塚 俊之; 赤坂 博美; 末岡 通治; 佐藤 朋樹; 大島 貴幸; 坂田 信也; et al.
Fusion Engineering and Design, 83(2-3), p.198 - 201, 2008/04
被引用回数：3 パーセンタイル：23.55(Nuclear Science & Technology)ITERの幅広いアプローチとして超伝導化されるJT-60SAの設計が開始され、制御システムについては既存システムを最大限再利用しつつ、次の各項目それぞれに新しい考え方を創出適用し先進的な統括制御システムを構築することを目指して検討している。(1)高精度タイミングシステム,(2)先進的放電シーケンス制御システム,(3)高機能実時間制御システム,(4)ハードワイヤード保護インターロックシステム,(5)制御プログラム形式放電条件システム,(6)先進的データベースシステム。本発表では、JT-60SA統括制御システムの特徴である上記システムの重要ポイントについて概念設計の検討内容を報告する。
福田 武司; 及川 聡洋; 竹治 智; 諫山 明彦; 河野 康則; 閨谷 譲; 長島 章; 西谷 健夫; 木島 滋; 玉井 広史; et al.
Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.357 - 367, 2002/09
被引用回数：7 パーセンタイル：44.35(Nuclear Science & Technology)核融合実験炉で高性能炉心プラズマを定常維持するためには、複数のプラズマ諸量を同時に実時間フィードバック制御する必要がある。本論文ではJT-60におけるプラズマの蓄積エネルギーや密度,温度等の実時間制御を目的とした研究開発の成果をまとめた。電子密度と中性子発生率の制御を用いた負磁気シア放電では、高い閉じ込め性能と規格化
値を4.3秒間維持するとともに蓄積エネルギーの変化を動的に制御することによって世界最高の等価エネルギー増倍率を達成した。また、放射冷却ダイバータの生成と高い閉じ込め性能の両立を目指したダイバータの放射損失量と中性子発生率の複合制御実験を行い、応答行列を評価することによって各制御装置の寄与を定量化するとともに単純な組み合わせ制御の問題点を明らかにした。さらに、非制御量の非線形応答に注目して核融合炉心プラズマの制御に必要な先進制御の概念を提案した。
栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 細山 博己; 鈴木 隆博; 藤田 隆明; 竹永 秀信; 井手 俊介; 鎌田 裕
no journal, ,
トカマク型核融合装置において、トロイダル電流場を表す特殊関数の級数形式で電流分布厳密解を構成した後、内部の力学的平衡条件及び外部電磁気計測条件から高速に電流分布を再構築する新しい方法「境界付き固有関数展開法」の研究開発報告である。昨年は、平衡条件を組込むことで、MSE信号を使わずに外部の磁場計測だけでピークから凹状まで通常想定されるあらゆる電流分布を精度よく再構築できることを示した。これを踏まえて今学会では、信号ノイズの電流分布再構築誤差への影響,負敷シア放電や電流ホールなどの特殊な分布を持つ実験の生データを用いた再構築結果、非線形最適化問題における反復解法の高速化などについて報告する。
栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 中里 命; 坂田 信也; 清野 公広; 内藤 磨; 小関 隆久; 竹永 秀信; 鈴木 隆博; et al.
no journal, ,
国内重点化装置で、かつEUとの幅広いアプローチとして超伝導化改修されるJT-60SAの設計が開始されている。JT-60SAは、先進プラズマ実験を行い、長パルス定常運転シナリオを実証してITERへの支援を目的とする。そのため、高速大容量計算機システムや高速ネットワーク基盤により、さまざまな制御方式に対応できるプラズマ制御システムを構成することが重要である。プラズマ制御システムについては既存システムを最大限再利用した構成とし、高圧力/高自発電流割合を持つプラズマ不安定性の抑制や回避を行いながら長時間維持するため、さまざまな制御手法が適用できる実時間制御システムの大幅な機能向上を中心とした改造を図ることが検討されている。JT-60SAにおけるプラズマ制御システムの設計は、将来のITERを考慮した普遍性の高い機能を充実させることが重要であり、今後さらなる設計仕様の検討が必要である。本報告では、既存装置機器側の状況を踏まえた当面の検討課題を中心に、今回、設計開始直後でのJT-60SAにおけるプラズマ制御システムの設計検討内容を報告する。
栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 中里 命; 鈴木 隆博; 藤田 隆明; 竹永 秀信; 井手 俊介; 鎌田 裕
no journal, ,
トカマク型核融合装置における高圧力プラズマの生成と安定維持にはプラズマ電流分布を能動的に制御する必要があり、その基本機能として電流分布を高精度再構築する実時間算法の開発を進めている。これまでの方法は、電流関数分布及び圧力分布を同一関数形式として自由度を下げ、プラズマ内部の離散点でのMSE計測及び外部の磁気センサーてGrad-Shafranov方程式を解く方法である。関数形式という人工的な制約条件を用いることによる求めた電流分布解の妥当性、すなわち電流及び圧力分布間の物理的整合等に課題を残すものであった。この根本的解決を図るべく、磁気計測と力学平衡の幾何学条件だけから電流分布を再構築する方法の開発を目指す。昨年度報告からの大きな違いは、計算プログラムを全面的に見直し、境界条件の合理化,アルゴリズムの最適化を徹底した点にある。
吉田 麻衣子; 坂本 宜照; 末岡 通治; 川俣 陽一; 大山 直幸; 鈴木 隆博; 鎌田 裕
no journal, ,
本研究では、JT-60Uにおいてイオン温度分布(勾配)とトロイダル回転の実時間計測と制御を行うために、高速荷電交換再結合分光装置(CXRS)と制御ロジックの開発を行った。本計測器の特長は、実時間分布制御へ最適化するため、エネルギー閉じ込め時間より十分速い分解能(時間分解能2.5ms)と、半径約1mのプラズマ全体を数cmの空間分解能で計測できるチャンネル数(30ch)を有し、任意の空間4点のイオン温度とトロイダル回転速度を数msで精度よく評価できる点にある。また、既存の比例・微分制御ロジックに積分制御を加えることで、時間応答にも長け目標値との偏差も低減できる制御ロジックを開発した。この計測器、及び制御ロジックを用い、内部輸送障壁を有する高ベータ値プラズマの非線形的な応答特性を調べて制御ゲインを最適化することで、内部輸送障壁部において精度よいイオン温度勾配制御を実証した。さらに、負から正への広い領域におけるトロイダル回転速度の実時間制御を実証した。
川俣 貴則; 大塚 薫; 関根 勝則; 尾上 龍次; 小池 須美男; 西山 裕
no journal, ,
JMTRの冷却設備は、1968年(昭和43年)の初臨界以来、43年が経過している。これまでに、平成9年に圧力サージタンクの更新等が行われたが、それ以外の機器は、平成18年8月の運転停止まで使用されてきた。今回の更新にあたっては、再稼働後20年の運転期間を考慮し、機器の経年変化,安全機能の重要度,保守経験等の安全確保の観点、及び交換部品の調達性等の稼働率向上の観点から基本設計は活かしつつ、一次冷却系統,二次冷却系統,UCL(Utility Cooling Loop)系統の更新を実施した。今回の更新により、更新機器が既設機器と同等の性能を確保しつつ、信頼性の向上,保守性の向上を図ることができた。
上原 寛之; 小畑 裕希; 遠藤 慎也; 川又 裕; 本岡 隆文; 塚田 隆
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所4号機(1F4)の使用済燃料プールから取り出された未照射燃料集合体より採取されたロックナット等の部材について、原子力機構において、付着物及び表面状態等の詳細な検査を実施した。本報告はシリーズ発表とし、デジタル顕微鏡と走査型電子顕微鏡(SEM)による表面観察、電子線マイクロアナライザ(EPMA)による元素分析結果について、報告する。
遠藤 慎也; 本岡 隆文; 上原 寛之; 小畑 裕希; 川又 裕; 上野 文義
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所4号機の使用済燃料プールから取り出された未照射燃料集合体より採取した3種類の部材について、原子力機構において詳細検査を実施した。本報では、光学顕微鏡及びSEM/EPMAによる部材の断面観察の結果について報告する。
