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田中 宏彦*; 大野 哲靖*; 朝倉 伸幸; 辻 義之*; 川島 寿人; 高村 秀一*; 上杉 喜彦*; JT-60Uチーム
Nuclear Fusion, 49(6), p.065017_1 - 065017_7, 2009/06
被引用回数：38 パーセンタイル：78.35(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60UトカマクのLモードプラズマにおいて、強・弱磁場側のスクレイプオフ層の静電揺動の特性を高速掃引プローブにより計測し、確率密度関数を用いた統計解析結果を発表した。弱磁場側の赤道面付近では非拡散的輸送(Blob)による間歇的なバーストが頻繁に発生していることが観測された、一方、強磁場側ではイオン飽和電流揺動の確率密度関数はガウス分布に近い。バースト信号の持続時間と待ち時間の統計性を調べたところ、弱磁場側の持続時間はべき状則に従い、弱磁場側の揺動が自己相似性を有していることを示している。また自己相関時間解析では、弱磁場側の信号の相関時間は強磁場側に比べて非常に長いことが示された。既存の条件付平均化法(conditional averaging method)を用いて、弱磁場側のバースト信号について解析を行う際、ノイズの影響を低減するために、新たにVITA(Variable Interval Time Averaging)法を適用し、本手法がバースト形状の再構成に極めて有用な方法であることが明らかになった。
朝倉 伸幸; 大野 哲靖*; 川島 寿人; 三好 秀暁*; 松永 剛; 大山 直幸; 高村 秀一*; 上杉 喜彦*; 武智 学; 仲野 友英; et al.
Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 8 Pages, 2007/03
熱・粒子がダイバータ板及び第一壁へ輸送される機構を理解するため、JT-60Uの低磁場側赤道面とダイバータさらに高磁場側に設置した3台の可動静電プローブにより、ELMプラズマ及びプラズマ揺動を高速測定(500kHz)した。低磁場側赤道面でのイオン飽和電流の揺動レベルは、高磁場側SOL及びX点と比較して大きいことから低磁場側赤道面での揺動の理解が重要と考えられる。揺動の特性は確率分布関数(PDF)を利用した統計的手法により解析され、イオン飽和電流に正のバーストが特にLモードで多く発生し7-8cm外側まで観測された。さらに、ELMy HモードではELMプラズマの放出による熱・粒子の輸送が問題となるが、SOLでの粒子束の変化を高速測定した。ELMが発生したとき、静電プローブ位置において観測されたピークの(磁場揺動の増加からの)時間遅延を測定し、半径方向のELMプラズマの輸送速度が1.3-2.5km/sであることが明らかとなった。揺動及びELMによる粒子束の輸送について比較を行う。
渡邊 和弘; 柏木 美恵子; 川島 秀一*; 小野 要一*; 山下 泰郎*; 山崎 長治*; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 谷口 正樹; 奥村 義和; et al.
Nuclear Fusion, 46(6), p.S332 - S339, 2006/06
被引用回数：33 パーセンタイル：72.61(Physics, Fluids & Plasmas)1MeV級の中性粒子入射装置用電源における重要な技術は、超高電圧の高速制御,直流1MVの電送,イオン源で放電破壊の際のサージの抑制である。超高電圧の制御については、これまでのパワー半導体の進歩を反映させ、従来のGTOインバータをIEGT素子に変えたインバータについて検討した。その結果、インバータでの損失を従来の1/3に低減でき、大きさとしてもGTO方式の6割に小型化できることを示した。さらに、1MV電送については、重要な要素である超高圧のブッシングについての試作試験で十分な耐電圧を確認した。また、サージの抑制については、高磁束密度で周波応答の良いファインメットコアを用いることで、サージの吸収が可能である。これらの技術のこれまでの進展について述べる。
渡邊 和弘; 比嘉 修*; 川島 秀一*; 奥村 義和; 小野 要一*; 田中 政信*
JAERI-Tech 2000-033, p.72 - 0, 2000/03
JAERI-Tech-2000-033.pdf:2.72MB
ITER用中性粒子入射装置(NBI)電源の設計を行った。本設計では負イオンビーム加速電源の制御部であるコンバータ、インバータシステムの回路設計のほか、加速電源機器の設計検討を実施した。さらに負イオン生成のためのアーク電源と負イオン引き出し電源の動作特性を回路解析コードで検討し、リップル性能や流入エネルギー制御機能が十分であることを確認した。これらの設計の結果、NBI電源に要求される性能を十分に満足できることを確認した。
松川 誠; 三浦 友史; 寺門 恒久; 木村 豊秋; 大島 巌*; 川島 秀一*
Proceedings of International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum (ISDEIV 2000), 2, p.415 - 418, 2000/00
本論文は、この直流電流遮断器として使用する連続大電流真空スイッチの開発について述べたものである。すなわち、従来の真空遮断器の最大連続通電容量が4kAであったのに対して、開発した遮断器は強制空冷で12kAという大電流を流すことか可能とした。開発のうえでネックとなったのは、電流遮断時にアーク制御のための磁場を発生されるコイル構造部であり、この部分の大型化を新しいコイル構造を発案することで解決した。また、冷却効率の向上のために強制空冷を採用した。通電試験により、自然空冷の場合には8kA、強制空冷の場合には12kA流せることを、各部の温度上昇が規定値以下であることから確認した。
松川 誠; 三浦 友史; 木村 豊秋; 渡辺 憲治*; 久保田 敏春*; 川島 秀一*
Fusion Technology, 34(3), p.684 - 688, 1998/11
本論文は、超伝導コイルのクエンチ保護回路などに使用する水冷式真空遮断機の開発に関するものである。開発の目標として性能は、連続通電容量25kA、遮断電流50kAである。熱的に最も厳しいのは電極の接触面であるが、最高温度を150
C以下にする必要があるため、次のような構造上の工夫を行った。(1)アーク安定化のための縦磁界発生用コイルを固定電極側のみの真空領域外に設けた。(2)可動電極側については先端部近傍まで水冷としたが、ロー付け部は真空領域外に設けた。有限要素法による熱解析の結果では、電極を含む導体部の最高温度は110C程度と計算されたが、電極間の熱伝達、温度上昇による変化などを確認する必要があるため、モデル器を製作して設計の妥当性を検証した。その結果、20kA程度の連続通電が可能となることがわかった。論文では、設計の概要とモデル試験の結果について述べる。
大森 憲一郎; 薄井 勝富; 大島 克己*; 大賀 徳道; 河合 視己人; 渡邊 和弘; 伊藤 孝雄; 栗山 正明; 小野 要一*; 川島 秀一*
Fusion Technology 1998, 1, 4 Pages, 1998/00
JT-60負イオンNBI装置(N-NBI)は、1996年よりビーム出力の増大を図りながらJT-60プラズマへの入射実験を行っている。これまでの運転において、N-NBIの主要構成機器の一つであるイオン源用電源でもいくつかの問題が発生した。これらの多くは、ビーム出力の増大に伴い発生頻度が増したイオン源におけるブレークダウンが原因であると推定された。そこで、これらに対処するため、加速電源制御系のディジタル制御化改造、フィラメント電源電圧検出回路へのフィルタ増設、あるいは、アーク電源の過電流に対する保護レベルの見直しといった改造が行われた。また、その他の電源においても、ビーム入射の最適化を目指し、いくつかの改造・調整等が実施された。本シンポジウムでは、N-NBIの運転時に電源において発生した問題点、それに対する対処(改造)、そしてその結果について報告する。
渡邊 和弘; 比嘉 修*; 川島 秀一*; 小原 祥裕; 奥村 義和; 小野 要一*; 田中 政信*; 安富 誠*
JAERI-Tech 97-034, 106 Pages, 1997/07
総合ビーム入射パワーが50MW(1MeV)のITER用中性粒子入射装置(NBI)電源の設計を行った。1MV出力の負イオンビーム加速電源には、交流低圧側制御方式を採用し、150Hzのインバーターを適用した。回路シミュレーションにより、立ち上げ時間、リップル、遮断速度等の電源に要求される全ての性能を満足できることが確認できた。放電破壊時のサージ抑制も、3kA,10J以下に抑えられることが確認できた。さらに、本システム実現のためには、DC1MVの電力伝送ラインのR&Dが重要であることを示した。
加藤 崇; 濱田 一弥; 河野 勝己; 松井 邦浩; 檜山 忠雄; 西田 和彦*; 本田 忠明*; 種田 雅信*; 関口 修一*; 大都 起一*; et al.
ICEC16/ICMC Proceedings, p.127 - 130, 1996/00
ITER中心ソレノイド・モデル・コイル実験用冷凍機を製作した。本冷凍機は、冷凍能力5kW(4.5K)又は液化能力800l/hの能力を有し、原研のこれまでの技術開発結果を用いて開発した大型ヘリウム冷凍機である。本論文において、設計諸元を紹介すると共に計測した本システムの熱力学的特性結果を報告する。
朝倉 伸幸; 川島 寿人; 大野 哲靖*; 武智 学; 松永 剛; 大山 直幸; 仲野 友英; 高村 秀一*; 上杉 喜彦*
no journal, ,
ダイバータ板及び第一壁へ熱・粒子が輸送される機構を理解するため、JT-60Uの低磁場側赤道面及びダイバータに設置した可動静電プローブにより高速測定(500kHz)を行い、SOLプラズマ揺動の性質及びELMプラズマの挙動を調べた。赤道面でのイオン飽和電流の揺動レベル(djs/js)はX点と比較して大きい。このことから低磁場側赤道面での揺動の理解が重要と考えられる。揺動の特性はPDFを利用した統計的手法により解析され、js信号に正のバーストが多く発生し、7-8cm外側まで観測された。さらに、ELMyHモードではELMプラズマの放出によるによる熱・粒子の輸送が問題となるが、SOLでの粒子束の変化を高速測定した。ELMが発生したときのプローブ位置における最初の正ピークの時間遅延の測定結果から、半径方向のELMプラズマの輸送速度は1.3-2.5km/sであることが明らかとなった。発表では、揺動及びELMによる粒子束の輸送について比較を行う。
朝倉 伸幸; 大野 哲靖*; 川島 寿人; 松永 剛; 大山 直幸; 武智 学; 仲野 友英; 高村 秀一*; 上杉 喜彦*
no journal, ,
ELMによりSOLへ放出された熱流・粒子束がダイバータ板及び第一壁へ輸送される機構を理解するため、JT-60Uでは3台の可動静電プローブによりELMプラズマの挙動を高速測定した。さらに本年から、高速TVカメラにより2-8kHzでダイバータにおける測定を開始した。この高速カメラ測定により、ELM発生時、粒子リサイクリングが同時に特に高磁場側ダイバータで大きく増加したことがわかった。一方、低磁場側では磁力線に沿う数本の光の線(フィラメント)が現れ、時間とともに移動することが観測された。これに対応して、可動マッハプローブ測定では、高磁場側SOLではリサイクリングの増加に伴いプラズマ流が逆流すること、低磁場側ではイオン飽和電流の時間変化に複数のピークが現れ、第一壁へ高速で輸送されることが明らかとなった。ELMプラズマのダイナミック(時間及び空間スケール)について測定結果を中心に発表する。
朝倉 伸幸; 川島 寿人; 大野 哲靖*; 仲野 友英; 高村 秀一*; 上杉 喜彦*
no journal, ,
核融合炉の放電容器内で発生するダストは、装置の安全性,トリチウムの蓄積,不純物の混入など多くの重要な問題に関係する可能性が指摘され、現在その生成・輸送そして再吸着や昇華に至る過程を定量的に理解する努力が行われている。JT-60Uでは昨年より高速テレビカメラを設置し、プラズマ放電中における炭素ダストの挙動を測定した。特別な条件の放電において、多くのダストが発生し、プラズマの周辺部を高速で移動する映像が観測された。主プラズマ周辺及びダイバータ付近におけるダストの測定結果について初めて報告する。特にダイバータ板の炭素再吸着層から多くのダストが発生しさまざまな方向へ移動する。また、主プラズマ中及びダイバータにおけるダストの運動について、ポロイダル及びトロイダル方向への移動速度は最高0.3-0.5km/s程度であり、プラズマコア(半径)方向へ移動する速度は最高0.02-0.1km/s程度と遅いことが明らかとなった。
朝倉 伸幸; 大野 哲靖*; 川島 寿人; 松永 剛; 大山 直幸; 仲野 友英; 高村 秀一*; 上杉 喜彦*
no journal, ,
ELMによりSOLへ放出された熱流・粒子束がダイバータ板及び第一壁へ輸送される機構を理解するため、JT-60Uでは3台の可動マッハプローブによりELMプラズマの挙動を高速測定した。さらに高速TVカメラにより2-8kHzでダイバータにおける測定を開始した。この高速カメラ測定により、ELM発生時、粒子リサイクリングが同時に特に高磁場側ダイバータで大きく増加したことがわかった。一方、低磁場側では磁力線に沿う数本の光の線(フィラメント)が現れ、時間とともに移動することが観測された。これに対応して、可動マッハプローブ測定では、高磁場側SOLではリサイクリングの増加に伴いプラズマ流の方向が逆流すること、低磁場側ではイオン飽和電流の時間変化に複数のピークが現れ、第一壁方向へ高速で輸送されることが明らかとなった。ELMプラズマのダイナミック(時間及び空間スケール)について測定結果を中心に発表する。
朝倉 伸幸; 川島 寿人; 大野 哲靖*; 仲野 友英; 高村 秀一*; 上杉 喜彦*
no journal, ,
核融合炉の放電容器内で発生するダストは、装置の安全性,トリチウムの蓄積,不純物の混入など多くの重要な問題に関係する可能性が指摘され、現在その生成・輸送そして再吸着や昇華に至る過程を定量的に理解する努力が行われている。JT-60Uでは昨年より高速テレビカメラを設置し、プラズマ放電中における炭素ダストの挙動を測定した。ディスラプション後の放電やダイバータ板の炭素再吸着層にストライク点が当たる放電などにおいて、多くのダストが発生し、プラズマの周辺部を高速で移動する映像が観測された。主プラズマ周辺及びダイバータ付近におけるダストの測定結果について報告する。主プラズマ中及びダイバータにおけるダストの運動について、ポロイダル及びトロイダル方向への移動速度は最高0.3-0.5km/s程度であり、プラズマコア(半径)方向へ移動する速度は最高0.02-0.1km/s程度と遅いことが明らかとなった。
