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近藤 浩夫; 金村 卓治*; 古川 智弘; 平川 康; 若井 栄一; Knaster, J.*
Journal of Nuclear Engineering and Radiation Science, 3(4), p.041005_1 - 041005_11, 2017/10
高真空中(10
Pa)を高速(15m/s)で流れる液体金属Liの壁面噴流を強力中性子源のビームターゲットとして用いる。Liターゲット下流配管でキャビテーションに似た騒音が発生することが実証試験で認められた。AEセンサーによる音響計測を行い、CWTによる時間-周波数分析、および、音響発生個所の特定を行った。その結果、音の間欠性、周波数特性、キャビテーション数依存性から、発生した音はキャビテーションであり、発生個所はLiターゲットが配管に衝突する箇所である、との結論を得た。
近藤 浩夫; 金村 卓治*; 古川 智弘; 平川 康; 若井 栄一; Knaster, J.*
Nuclear Fusion, 57(6), p.066008_1 - 066008_10, 2017/07
被引用回数：21 パーセンタイル：69.45(Physics, Fluids & Plasmas)核融合中性子源IFMIFでは重陽子ビームターゲットに液体金属リチウムの壁面噴流(以下Liターゲット)を採用し、リチウムターゲットは真空中(10Pa)を高速(15m/s)で流れ、重陽子との核反応で中性子を発生させるともにビーム入熱(10MW)を除去する。本研究では、リチウムターゲット施設の実証として、リチウムターゲットの安定性をレーザープローブ法により定期的に評価した結果、運転期間を通してリチウムターゲット厚みは要求値1mmを満足し、リチウムターゲット施設の実証を果たした。
Knaster, J.*; Garin, P.*; 松本 宏*; 奥村 義和*; 杉本 昌義*; Arbeiter, F.*; Cara, P.*; Chel, S.*; Facco, A.*; Favuzza, P.*; et al.
Nuclear Fusion, 57(10), p.102016_1 - 102016_25, 2017/06
被引用回数：92 パーセンタイル：97.99(Physics, Fluids & Plasmas)The International Fusion Materials Irradiation Facility (IFMIF) is presently in its engineering validation and engineering design activities phase. The engineering design phase was successfully accomplished. The engineering validation activity has focused on validating the Accelerator Facility, the Target Facility and the Test Facility by constructing prototypes. The EVEDA Lithium Test Loop (ELTL) at JAEA successfully demonstrated the long-term stability of a Li flow under the IFMIF's nominal operational conditions keeping the specified free-surface fluctuations below 
1 mm in a continuous manner for 25 days. A full-scale prototype of the high flux test module was successfully tested in the Helium Loop Karlsruhe (HELOKA), where it was demonstrated that the irradiation temperature can be set individually and kept uniform. LIPAc Accelerator, designed and constructed in European labs under the coordination of F4E and JAEA, presently under installation and commissioning in the Rokkasho Fusion Institute, aims at validating the concept of IFMIF accelerators with a D
beam of 125 mA continuous wave and 9 MeV. The commissioning phases of the H/D beams at 100 keV were progressing and should be concluded in 2017; in turn, the commissioning of the 5 MeV beam was due to start during 2017. The D beam through the superconducting cavities is expected to be achieved with the superconducting cryomodule being assembled in Rokkasho.
若井 栄一; 金村 卓治; 近藤 浩夫; 平川 康; 伊藤 譲*; 東 拓真*; 鈴木 晶大*; 深田 智*; 八木 重郎*; 辻 義之*; et al.
Nuclear Materials and Energy (Internet), 9, p.278 - 285, 2016/12
被引用回数：11 パーセンタイル：64.76(Nuclear Science & Technology)幅広いアプローチ活動の下で、世界最大のリチウム流量率を持つEVEDAリチウム試験ループを建設し、リチウムターゲット施設の工学実証試験を実施した。幅100mm、厚さ25mmのリチウムターゲットとして、片側に自由表面を作り、湾曲した背面壁に沿って高速のリチウム流(15m/s)を250
Cにて1300時間以上の時間、安定に流動させることに成功した。また、高速液体リチウムターゲット表面の3次元分布を計測するために新しい波高計測法としてレーザープローブ法を開発し、リチウムターゲットを実測した結果、その表面の波の変動値は要求値である1mmを十分に満足していることを明らかにした。その他、リチウム純化などを含めた工学実証試験やリチウムターゲット施設の工学設計を評価し、それらを纏めた。
山西 敏彦; 朝倉 伸幸; 飛田 健次; 大平 茂; Federici, G.*; Heidinger, R.*; Knaster, J.*; Clement, S.*; 中島 徳康*
Fusion Engineering and Design, 109-111(Part B), p.1272 - 1279, 2016/11
被引用回数：3 パーセンタイル：24.24(Nuclear Science & Technology)BAプログラムでは、国際核融合エネルギー研究センター(IFERC)、国際材料照射施設技術確証設計活動(IFMIF/EVEDA)、サテライトトカマク活動が、核融合原型炉の早期実現を目指して、2007年より開始された。原型炉設計活動は、EUと日本間の合同活動として行われ、設計の基礎を固めた。原型炉R&Dに関しては、5つのタスク、低放射化フェライト鋼、シリコンカーバイド、トリチウム、中性子増倍材、トリチウム増殖材について行われた。IFMIF/EVEDA活動については、リチウム試験ループの実装試験が行われ、2014年10月をもって、長期試験を成功裏に終えた。また、線形加速器及び付属機器の製作、設置が、EUによって行われ、2014年11月に成功裏に終了した。
Favuzza, P.*; Antonelli, A.*; 古川 智弘; Groeschel, F.*; Heidinger, R.*; 東 拓真*; 平川 康; 飯島 稔; 伊藤 譲; 金村 卓治; et al.
Fusion Engineering and Design, 107, p.13 - 24, 2016/06
被引用回数：10 パーセンタイル：61.46(Nuclear Science & Technology)固体リチウムサンプルに含まれる窒素不純物濃度を決定する分析手順の妥当性評価に関するラウンドロビン試験が2014年から2015年の間に、3つの異なる協力機関であるENEAと日本原子力研究開発機構及び東京大学によって実施された。ここではリチウム中の窒素濃度が桁で異なる2種類のサンプル(約230wppm、約20-30wpmm)がクロスチェック分析のために選定された。窒素濃度が高いリチウムサンプルに対する分析で行われた各機関の作業手順は適切であり、本質的に良好な値を得ることができ、相対誤差が数%で大変良い一致を示した。一方、窒素濃度が低いリチウムサンプルの分析では、低い一致を示し、環境から混入する不純物源をできる限り低減することに注意を払わなければならないことが指摘され、適切なブランク値を差し引く重要性が強調された。
奥村 義和; Gobin, R.*; Knaster, J.*; Heidinger, R.*; Ayala, J.-M.*; Bolzon, B.*; Cara, P.*; Chauvin, N.*; Chel, S.*; Gex, D.*; et al.
Review of Scientific Instruments, 87(2), p.02A739_1 - 02A739_3, 2016/02
被引用回数：9 パーセンタイル：37.66(Instruments & Instrumentation)IFMIFは40MeV/125mAの重水素ビームを発生する2基の線形加速器を用いた核融合材料照射施設である。日欧の幅広いアプローチ活動のもとで、原型加速器(LIPAc)を用いた実証試験が開始されており、その目標は9MeV/125mAの連続重水素ビームを発生することである。フランスで開発された入射器は、既に日本の六ヶ所の国際核融合研究開発センターに搬入され、2014年から運転と試験が開始されている。これまでに、100keV/120mAの連続水素ビームを0.2
.mm.mradのエミッタンスのもとで生成することに成功している。
若井 栄一; 菊地 孝行; Kim, B.*; 木村 晃彦*; 野上 修平*; 長谷川 晃*; 西村 新*; Soldaini, M.*; 山本 道好*; Knaster, J.*
Fusion Engineering and Design, 98-99, p.2089 - 2093, 2015/10
被引用回数：19 パーセンタイル：79.13(Nuclear Science & Technology)The main objective of IFMIF (International Fusion Materials Irradiation facility) is to obtain the material data base obtained from a series of tests using small specimens mainly irradiated in the IFMIF for the design and licensing of fusion DEMO and power reactors. In this study, we present the contents of (1) recent evaluation of SSTT such as fracture toughness developed in IFMIF/EVEDA project, (2) the evaluation of structural integrity of RAF/M steels for the Fusion DEMO reactors, and (3) engineering design of the Post Irradiation Examination (PIE) facility of IFMIF. The analysis of the fracture behavior of brittle-ductile transition region of RAF/M steels is very important to evaluate the structural integrity of RAF/M steels for the Fusion DEMO reactors, and it should be applied by new methods such as random-inhomegeneity method of K. Wallin and M. Sokolov and the modified master curve method of ASTM E1921 of P. Spatig, and one of objectives of this study is focused on the further developed analysis to generalize the methods for SSTT and structural integrity of RAF/M steels.
奥村 義和; Ayala, J.-M.*; Bolzon, B.*; Cara, P.*; Chauvin, N.*; Chel, S.*; Gex, D.*; Gobin, R.*; Harrault, F.*; Heidinger, R.*; et al.
Proceedings of 12th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.203 - 205, 2015/09
日欧協力のもと、国際核融合中性子照射施設(IFMIF)の工学設計工学実証活動(EVEDA)が2007年から開始されている。IFMIFにおける最大の開発課題は、40MeV/250mA/CWの重水素イオンビームを発生できる大電流加速器であり、現在、その原型加速器(9MeV/125mA/CW)の試験を六ヶ所村の国際核融合研究センターにおいて段階的に実施している。試験は日欧の事業チームメンバーと、入射器を担当したフランスサクレー研究所などの欧州ホームチーム,日本ホームチームのメンバーから構成される原型加速器統合チームが担当している。入射器については、2014年から試験を開始し、現在までに100keV/120mA/CWの水素イオンビームを0.3mm.mrad以下のエミッタンスで生成することに成功している。2015年には、高周波四重極加速器(RFQ)用高周波電源の搬入据付が開始され、入射器の試験の終了とともにRFQ本体の据付も開始される予定である。本稿では、入射器の実証試験の結果とともに、RFQ,超伝導リニアック,高周波電源,ビームダンプ等の現状について報告する。
Knaster, J.*; Ibarra, A.*; 井田 瑞穂*; 近藤 恵太郎; 菊地 孝行; 大平 茂; 杉本 昌義; 若井 栄一; 渡邊 和仁; 他58名*
Nuclear Fusion, 55(8), p.086003_1 - 086003_30, 2015/08
被引用回数：78 パーセンタイル：95.56(Physics, Fluids & Plasmas)国際核融合材料照射施設(IFMIF)は、現在、日欧間の幅広いアプローチ協定の基で工学実証・工学設計活動(EVEDA)フェーズにおける研究開発か進行中である。工学設計活動(EDA)は2013年夏、予定通りに終了し、IFMIF中間工学設計書(The IFMIF Intermediate Engineering Design Report: IIEDR)を刊行した。先行フェーズに比べ、多くの点で設計の改善が行われた。特に、超伝導加速器の概念により、ビームロスの低減と運転コストの低減が実現された。照射施設の設計においては、照射モジュールと放射線遮蔽構造体を分離することによって、照射試験の柔軟性、遠隔操作機器の信頼性の向上とコストの削減が実現された。刊行されたIFMIF中間工学設計書は、EVEDA事業が開始された2007年より実施されている工学実証活動(EVA)の成果を補完し、建設判断を行うに足る情報を提供する。またさらに、益々増す核融合分野からの要求に合致した次の目標を定める上での基礎となる。
若井 栄一; 近藤 浩夫; 金村 卓治; 平川 康; 古川 智弘; 帆足 英二*; 深田 智*; 鈴木 晶大*; 八木 重郎*; 辻 義之*; et al.
Proceedings of Plasma Conference 2014 (PLASMA 2014) (CD-ROM), 2 Pages, 2014/11
IFMF/EVEDA(国際核融合材料照射施設の工学実証・工学設計活動)において、世界最大流量率(3000リットル/分)を持つリチウム試験ループを用い、幅100mmで厚さ25mmの自由表面を持つ高速(15m/s)リチウム流を、IFMIFの運転条件(250C、約10Pa)で安定なリチウム流の形成を示す実証試験に成功した。また、リチウム施設開発におけるリチウム純化、リチウム安全や遠隔操作技術を含む最近の工学実証においても、いくつかの優れた結果が得られるとともに、リチウム施設に関する工学設計を併せて評価した。これらの研究開発で得られた成果は、核融合炉材料の開発に重要なキーテクノロジーとなる核融合炉の照射環境を模擬する加速器駆動型中性子源の開発を大きく進展させるものである。
若井 栄一; 近藤 浩夫; 金村 卓治; 古川 智弘; 平川 康; 渡辺 一慶; 井田 瑞穂*; 伊藤 譲; 新妻 重人; 枝尾 祐希; et al.
Fusion Science and Technology, 66(1), p.46 - 56, 2014/07
被引用回数：4 パーセンタイル：27.24(Nuclear Science & Technology)EVEDA Lithium Test Loop (ELTL) has been designed and constructed, has operated a liquid lithium flow test facility with the world's highest flow rate and has succeeded in generating a 100-mm-wide and 25-mm-thick free-surface lithium flow along a concave back plate steadily at a high speed of 20 m/s at 300C for the first time in the world. This result will greatly advance the development of an accelerator-based neutron source to high energy and high density, one of the key objectives of the fusion reactor materials development under the BA (Broader Approach) Activities. Recent related engineering validation and engineering design of the lithium facility has been evaluated.
Knaster, J.*; Arbeiter, F.*; Cara, P.*; Favuzza, P.*; 古川 智弘; Groeschel, F.*; Heidinger, R.*; Ibarra, A.*; 松本 宏*; Mosnier, A.*; et al.
Nuclear Fusion, 53(11), p.116001_1 - 116001_18, 2013/11
被引用回数：70 パーセンタイル：93.56(Physics, Fluids & Plasmas)日欧協力による幅広いアプローチ活動の下、IFMIF/EVEDA事業は、次の段階のIFMIF建設を目途としている。主要施設である(1)加速器、(2)標的、(3)試験設備の実証活動では、フルスケールのプロトタイプ、もしくは、直接、IFMIFへ外挿可能なスケールダウンモデルを製作している。1.125MW(125mA, 9MeV)の重陽子ライナックの据付が2013年3月に日本の六ヶ所で始まる。日本の大洗で稼動中の世界最大の液体リチウム試験ループは、今後、意欲的な実験が計画されている。フルスケールの高中性子束試験モジュールには日欧の協力で開発された小型試験片が約千個詰め込まれ、ヘリウムガスループとともにドイツで製作された。フルスケールのクリープ試験用中間中性子束試験モジュールがスイスで製作された。
Savary, F.*; Bonito Oliva, A.*; Gallix, R.*; Knaster, J.*; 小泉 徳潔; Mitchell, N.*; 中嶋 秀夫; 奥野 清; Sborchia, C.*
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 20(3), p.381 - 384, 2010/06
被引用回数：20 パーセンタイル：66.89(Engineering, Electrical & Electronic)ITER・TFコイル及びTFコイル構造材の調達取り決めが、調達担当極である欧州及び日本によって2008年に調印された。TFコイル及び構造材の調達取決めでは、はじめにこれらの製作技術の検証試験を実施することとなっている。欧州及び日本の国内機関は、2009年に、これらの作業のための契約を締結し、調達作業を開始した。一方、ITER機構では、ダブル・パンケーキ製作の合理化に伴う設計変更に対して解析を行い、合理化が可能であることを示した。加えて、新たに開発された耐放射線性に優れた樹脂の照射試験を実施している。試験は、2010年に完了し、開発した樹脂の性能検証を完了する予定である。
若井 栄一; 金村 卓治; 近藤 浩夫; 古川 智弘; 平川 康; Micciche, G.*; Heidinger, R.*; Knaster, J.*; 杉本 昌義
no journal, ,
EVEDA (Engineering Validation and Engineering Design Activity) Lithium Test Loop (ELTL) with the world's highest flow rate of 3000 L/min was succeeded in generating a 100 mm wide and 25 mm thick free-surface lithium flow steadily under the IFMIF operation condition of a high-speed of 15 m/s at 523 K in a vacuum of 0.001 Pa, on 5th February 2014, by the design development and optimization of operation condition. This result will greatly advance the development of an accelerator-based neutron source to high energy and high-density as an important key technology for development of fusion reactor materials. Recent related engineering validation and engineering design of lithium facility was also evaluated and the main contents were summarized.
西山 幸一; 高橋 博樹; 榊 泰直; 成田 隆宏; 小島 敏行*; Knaster, J.*; Marqueta, A.*
no journal, ,
核融合炉材料の健全性評価のため、14MeVの中性子を生成照射する国際核融合材料照射施設(IFMIF)の開発が進められている。IFMIFの工学実証のため六ヶ所村に導入される、リニアIFMIFプロトタイプ加速器(LIPAc)は9MeV, 125mA, 1.125MWのCW重陽子ビームを生成する。LIPAc機器保護システム(MPS)は、異常なビームやその他の危険から構成機器を保護する重要なインターロックシステムで高速な信号処理が求められる。LIPAc MPSでは高速処理機能をFPGAを用いることにより実現している。本発表ではLIPAc MPSを通じて加速器制御システムでのFPGA技術の適用とその応用について記載する。
松井 邦浩; 小泉 徳潔; 辺見 努; 高野 克敏; 梶谷 秀樹; 井口 将秀; 千田 豊; 中嶋 秀夫; Knaster, J.*; Foussat, A.*
no journal, ,
原子力機構は、日本の国内機関として、ITERトロイダル磁場(TF)コイルの製作を担当している。TFコイルの製作に先立ち、巻線,浸絶縁,処理及びラジアプレート(RP)に関する技術的課題の解決、及び、製作手順を確立するために、中規模及び実規模の試作を実施した。中規模の試作においては、(1)0.01%の高精度での巻線装置の開発、(2)熱処理による導体伸縮量(0.073%)の評価、(3)耐放射線性に優れたシアネートエステル(CE)樹脂を用いた含浸手法の確立を達成した。また、実規模の試作においては、実規模のRPを製作し、平面度2mm以内の要求を満足した。これらの試作から主たる課題を解決し、実機TFコイルの製作を開始した。
松本 宏; Knaster, J.*; Heidinger, R.*; 杉本 昌義; Ibarra, A.*; Mosnier, A.*; Heinzel, V.*; Massaut, V.*; Micciche, G.*; M
slang, A.*
no journal, ,
国際核融合材料照射施設(IFMIF)工学設計及び実証試験活動は2007年に欧州と日本の間で結ばれた幅広い活動協定に基づき開始され、IFMIFプラントを建設するうえでの主要な技術課題を実証するサブプロジェクトを同時に進めながらIFMIFの工学設計を完成させることを目的とし、以下のサブプロジェクトより構成される。(1)IFMIFの工学設計をし、その建設,運転,廃止措置に関する決定に必要な情報を提供する。(2)IFMIFの 困難な技術課題を実証するために、原型加速器,リシウムループ,照射サンプルを格納するリグなどを設計制作し、運転試験を行う。工学設計は2013年3月までに主な設計作業を完了し、6月に中間設計報告書を完成させ、終了の予定である。発表ではこれまでに得られた実証試験からの知見をとり入れながら完成しつつある工学設計の概要、またこれまでの実証試験の成果、今後5年間に渡り続く加速器実証試験のスケジュール、予定などを発表する。
杉本 昌義; Knaster, J.*; Arbeiter, F.*; Cara, P.*; Favuzza, P.*; 古川 智弘; Gioacchino, M.*; Groeschel, F.*; Heidinger, R.*; Ibarra, A.*; et al.
no journal, ,
日本とユーラトムとの間で結ばれた幅広いアプローチ協定の枠組みのもとで2007年より実施されている国際核融合材料照射施設(IFMIF)の工学実証・工学設計活動(EVEDA)では、IFMIF工学設計書の作成及びこれに付随する主要要素のプロトタイプの研究開発活動を通じて、その実現に向けた概念を進展させてきている。2013年7月には、実証活動の主要な成果を踏まえた中間工学設計報告書(IIEDR)が完成した。また、プロトタイプによる実証試験として、IFMIFプロトタイプ加速器、EVEDAリチウム試験ループ、高中性子束試験モジュールカプセルなどの建設・試験が進捗している。本発表では、IIEDR及び実証試験の進捗、及び、IFMIF/EVEDAが終了する2017年半ばまでの数年間における期待される成果の概要を包括的に述べる。
春日井 敦; Bazin, N.*; Cara, P.*; Chel, S.*; Gex, D.*; Heidinger, R.*; 吉田 清; 伊原 彰; Knaster, J.*; 近藤 恵太郎; et al.
no journal, ,
国際核融合材料照射施設(IFMIF)は、原型炉の開発のために必要な十分高い中性子エネルギーの発生と照射領域を確保できる、D-Li反応を利用した加速器駆動型の中性子源を目指す。日欧の国際協力である幅広いアプローチ活動(BA)活動の一部であるIFMIF/EVEDA事業は、工学設計活動と技術的実現か創世を判断する工学実証活動を行うミッションを与えられている。IFMIF/EVEDA事業において開発が進められている原型加速器は、主に入射器、高周波四重極加速器、超伝導加速器からなる。超伝導加速器に必要なクライオプラントの設計が完了し、機器の調達が始まっている。そして日本での高圧ガスの許認可後に、9月から六ヶ所サイトにおいて据付けが開始される予定である。本論文はIFMIF/EVEDA原型加速器のためのクライオプラントシステムについてまとめたものである。
