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神谷 潤一郎; 金正 倫計; 阿部 和彦*; 比嘉 究作*; 小泉 欧児*
Journal of Vacuum Science and Technology A, 36(3), p.03E106_1 - 03E106_10, 2018/05
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Materials Science, Coatings & Films)J-PARC RCS入射部における懸案事項は、装置が密集しているため保守作業を円滑にするうえで理想的な箇所にベローズが配置できていないことであった。具体的には四極電磁石用と水平シフトバンプ電磁石用のセラミックスビームパイプどうしがフランジを介して接続されている。我々はRCS真空システムの構築を通じて得た、セラミックスビームパイプおよびチタン製低反力ベローズの知見を活用し、セラミックスの形状を改良して長手方向に空間を作り、そこへベローズを挿入するという新しい構造のビームパイプの製作を行うこととした。シフトバンプ電磁石用セラミックスビームパイプについては、フランジ温度がコイルからの漏えい磁場による発熱で、現状で120度にもなっているためこれ以上短くするのは望ましくないことから、四極電磁石用セラミックスビームパイプに対してベローズを有する構造を適用することとした。本報告では保守性を向上させるためにベローズを有する構造へ改良した大口径アルミナセラミックスビームパイプの開発について、設計思想、課題、および各コンポーネントの検証について発表する。
神谷 潤一郎; 金正 倫計; 阿部 和彦*; 比嘉 究作*; 小泉 歐兒*
Proceedings of 14th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1222 - 1225, 2017/12
J-PARC RCSのビーム入射部は、入射および周回ビームをロスなく受け入れるために、大口径かつビームの形状に合わせた特殊断面形状のビームパイプを用いている。このビームパイプはパルス電磁による誘導連流による発熱と磁場の乱れを回避するためにアルミナセラミックスを材料としている。現状、入射部では四極電磁石用とシフトバンプ用のセラミックス製ビームパイプが、空間の制限からベローズを介さずに直接フランジ接続させている状態である。この状態の解決はメンテナンス性を向上させ、作業者の被ばくを低減するため、加速器の安定運転に必須である。我々は、大口径ながら短ピッチの超低反力ベローズの開発と、特殊形状の大口径アルミナセラミックスの加工技術の向上を行なってきた。これらの技術を組み合わせて、入射四極電磁石用アルミナセラミックス製ビームパイプについて、セラミックスの加工技術の向上により端部の構造を簡素化し、空いた空間に短ピッチのベローズを設けるという設計を行った。本発表では、この入射四極電磁石用アルミナセラミックスビームパイプの設計思想、ロウ付け試験結果、およびベローズの性能評価結果を報告する。
小栗 英知; 長谷川 和男; 伊藤 崇; 千代 悦司; 平野 耕一郎; 森下 卓俊; 篠崎 信一; 青 寛幸; 大越 清紀; 近藤 恭弘; et al.
Proceedings of 11th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.389 - 393, 2014/10
J-PARCリニアックでは現在、ビームユーザに対する利用運転を行うとともに、リニアック後段の3GeVシンクロトロンにて1MWビームを加速するためのビーム増強計画を進めている。リニアックのビーム増強計画では、加速エネルギー及びビーム電流をそれぞれ増強する。エネルギーについては、181MeVから400MeVに増強するためにACS空洞及びこれを駆動する972MHzクライストロンの開発を行ってきた。これら400MeV機器は平成24年までに量産を終了し、平成25年夏に設置工事を行った。平成26年1月に400MeV加速に成功し、現在、ビーム利用運転に供している。ビーム電流増強では、初段加速部(イオン源及びRFQ)を更新する。イオン源はセシウム添加高周波放電型、RFQは真空特性に優れる真空ロー付け接合タイプ空洞をそれぞれ採用し、平成25年春に製作が完了した。完成後は専用のテストスタンドにて性能確認試験を行っており、平成26年2月にRFQにて目標の50mAビーム加速に成功した。新初段加速部は、平成26年夏にビームラインに設置する予定である。
Al development竹内 孝夫*; 菊池 章弘*; 伴野 信哉*; 北口 仁*; 飯嶋 安男*; 田川 浩平*; 中川 和彦*; 土屋 清澄*; 満田 史織*; 小泉 徳潔; et al.
Cryogenics, 48(7-8), p.371 - 380, 2008/07
被引用回数：62 パーセンタイル：87.99(Thermodynamics)急熱急冷法NbAlは、NbSnに比べて耐歪特性に優れている、臨界磁場が26T以上と高いなど、より高磁場が必要となる次世代の核融合炉や加速器への応用に適している。急熱急冷法NbAl線は、過飽和固容体を生成するために約2000
Cで一時熱処理を行う。このため、銅などの安定化材をあらかじめ線材に付加しておくことができないなどの技術的課題があった。これに対して、一時熱処理後に銅をメッキする、あるいはクラッド加工で銅を付加する技術を開発し、急熱急冷法NbAl線材を用いた20T級小型コイルの開発に成功した。さらに、50kgビレットを用いて、長さ2600mの長尺線材の製作にも成功し、大量生産技術の確立に目途も立てた。
高村 秀一*; 門 信一郎*; 藤井 隆*; 藤山 寛*; 高部 英明*; 足立 和郎*; 森宮 脩*; 藤森 直治*; 渡辺 隆行*; 林 泰明*; et al.
カラー図解,プラズマエネルギーのすべて, P. 164, 2007/03
核融合並びにプラズマに興味を持ってもらい、またその有用性,将来性を広く理解してもらうための一般向け解説書として、プラズマ・核融合学会の企画(日本実業出版社から出版予定)に共同執筆で出版するものである。読者の対象範囲は、理科に興味を持つ高校生,大学生・一般社会人,ある種のプラズマに仕事で関連している人で、他分野からのヒントを求める人など、広い層に読んでもらえることを想定している。(目次:はじめに/プラズマってなんだ?/プラズマ技術のひろがり/実験室の超先端プラズマ/核融合プラズマエネルギーとは?/プラズマエネルギーへの道/核融合プラズマエネルギー発電所を目指して/プラズマエネルギーと未来社会)
西木 直己*; 目時 直人; 曽山 和彦; 小池 良浩; 鈴木 淳市; 藤原 悟; 芳賀 裕子*; 小泉 智
Journal of the Physical Society of Japan, Vol.70, Supplement A, p.480 - 482, 2001/05
中性子を用いた研究は、固体物理、材料等の工学、そして生命科学の領域に至るまで、ますますその裾野が広がりつつある。にもかかわらず中性子フラックスはここ数十年間増加してないことから、中性子光学素子による集光技術の開発、そしてそれらを用いて中性子によるイメージングを行い、研究に用いる要求が高まっている。そこでこの黎明研究では、松下電器が開発したトロイダル曲面状に湾曲した黒鉛結晶を用いて中性子集光及び中性子結像そして顕微鏡の開発の目的で、この湾曲結晶を用いたX線中性子集光素子の中性子集光特性を調べた。このグラファイト光学素子は、原材料のポリイミドシートから予備処理工程で作成されたグラファイトの前駆体の熱硬化性を利用してトロイダル形状に仕上げた。1mmの点光源から発生した1.54Åの中性子を、256mm離れた中性子イメージングプレート上に約1.4mmのサイズに集光させることができた。集光倍率は約150倍であった。結像実験は行えなかったが、冷中性子源と組み合わせた光学デバイスとしての可能性を考察した。
宮 健三*; 武藤 康; 高津 英幸; 羽田 一彦; 小泉 興一; 實川 資朗; 荒井 長利; 大川 慶直; 島川 貴司*; 青砥 紀身*; et al.
Fusion Engineering and Design, 31, p.145 - 165, 1996/00
被引用回数：3 パーセンタイル：32.72(Nuclear Science & Technology)核融合実験炉ITERを我国に建設する際に構造設計基準上の観点から、どのような規制が必要となるかについて検討を行った。検討課題は、機器区分、運転状態分類、解析手法、破壊基準、簡易評価手法、材料特性、溶接及び検査などである。この結果、機器区分案及び運転状態分類案を作成し、また第1壁の316SS部分が中性子照射により脆化する際の破壊がティアリングモジュラス・クライテリオンで評価でき、更に現在用いられている応力ベースの許容基準が安全側であること、電磁力による振動及び破壊挙動に関する実験結果、真空容器が第3種機器に相当する場合に要求される溶接、検査、ISIの項目について記す。
竹内 正行; 小野瀬 努*; 藤咲 和彦*; 荒井 陽一; 鷲谷 忠博; 北嶋 卓史; 小泉 務
no journal, ,
溶媒洗浄工程への適用を検討している内部循環型遠心抽出器では、溶媒の処理が進むとともに、循環する洗浄剤のpHが低下し、洗浄性能が低下する傾向を示した。本報告では、溶媒洗浄の要求性能評価の一環として、東海再処理工場で実績を有するアルカリ試薬を用いて、遠心抽出器システムによる溶媒洗浄試験を実施し、内部循環型遠心抽出器の適用条件下でのソルトフリー試薬とアルカリ試薬による溶媒洗浄性能を比較検討した。
線照射試験荒井 陽一; 藤咲 和彦*; 小泉 聡*; 竹内 正行; 鷲谷 忠博; 北嶋 卓史; 小泉 務
no journal, ,
核燃料再処理用遠心抽出器の長期信頼性を確保するうえで、駆動部の耐久性向上が技術課題の一つである。この耐久性を大幅に向上する技術として、駆動部に磁気軸受を適用した改良型遠心抽出器の開発を進めている。これまでに、実環境への適用を考慮したうえで機器の試作を行い、制御性及び環境因子による影響について評価を行っており、本試験では、再処理実環境への適用に必須となる、磁気軸受制御系に与える放射線の影響を調査するために照射試験を行った。照射対象は磁気軸受部をおもに構成する電磁石,センサ,ステータであり、
Co線源により抽出器中心部の集積線量:2.58
10
C/kg(10
R)の条件で照射試験を行った。その結果、電線被覆材や接着シール材について損傷が認められたものの、磁気制御の主要部であるセンサコアを含めたほかの部位について照射による影響は認められなかった。
荒井 陽一; 荻野 英樹; 小野瀬 努*; 小泉 聡*; 藤咲 和彦*; 横山 義友*
no journal, ,
再処理工程で使用される抽出器は処理運転後シャットダウン運転として、通常アクティブフラッシュアウト,ウランフラッシュアウト運転及び溶媒フラッシュアウト運転の一連の操作を実施する。そのため、遠心抽出器においてもフラッシュアウト運転手順を確立しておくことは重要である。本試験では、遠心抽出器システム試験装置(ACT)を用い、逆抽出工程を対象とした工学規模試験を行った。ウランフラッシュアウト試験についてはウラン濃度が0g/Lとなるまでの運転データを取得し、溶媒フラッシュアウト試験については抽出器内溶媒の排出が完了するまでの運転データについて取得を行った。
立花 郁也; 小泉 和彦; 市坪 浩二; 小磯 景一; 豊田 義弘
no journal, ,
ライニング型遮へい扉は防錆及び除染性の向上のため、遮へい体である厚板鋼材をステンレス板にてライニング(密閉)する構造としている。一方、鋼材中に含まれる拡散性水素は、鋼材中を長期間かけて水素原子として拡散し、表面に達すると水素分子として放出されることが知られている。放出された水素ガスはライニング内部に留まり、内圧上昇を引き起こすことにより、ライニング板が変形(膨張)する可能性がある。ここでは、拡散性水素の長期的な放出挙動と内圧上昇によるライニング板変形への影響について報告する。
荒井 陽一; 藤咲 和彦*; 小泉 聡*; 荻野 英樹; 平野 弘康
no journal, ,
原子力機構では「高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCT)」の一環として、装置寿命の飛躍的向上が期待できる磁気軸受型遠心抽出器の開発を進めてきているが、磁気軸受は非接触であるため、停止原因,寿命等を予想するのが非常に難しい。そのため、これまでに約5000時間の連続運転試験,放射線等の環境因子の影響試験を実施し、停止原因等を調査してきた。本試験では、運転及び停止状況から停止時期を推測するためのモニタリングデータ,耐久性を向上させる改良点等を取得することを目的に、実機に近い運転した状態での線照射試験を実施するとともに、さらに運転時間を累積した長期連続運転を実施した。
線照射環境下での稼働試験坂本 淳志; 荻野 英樹; 藤咲 和彦*; 小泉 聡*; 平野 弘康
no journal, ,
「高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCT)」の一環として、遠心抽出器の寿命を飛躍的に向上させるために磁気軸受型装置を開発している。磁気軸受は機械的な接触による劣化は生じないので、耐久性に関し放射線による装置への影響が最も重要である。これまでに部品照射試験を行い基本的な設計を固め、抽出器を照射する試験を実施した。10年相当の照射における耐久性(2.610
C/kg)を目標に掲げたが、5年に満たない照射線量で起動不可能となった。この成果を踏まえ、制御方法の変更や電気配線の被覆等の改良を行い、改めて稼働試験を実施し、結果として10年相当の照射を受けての連続稼動を達成した。
石原 希望*; 三角 隆太*; 仁志 和彦*; 上ノ山 周*; 佐野 雄一; 坂本 淳志; 荻野 英樹; 小泉 健治
no journal, ,
原子力分野の使用済核燃料再処理プロセスにおいて、回転円筒型液液抽出装置の利用が検討されている。しかし、抽出の効率向上に関連する液滴径分布は十分に把握されていない。高濃度分散場では液滴同士の輪郭が重なり合うので、液滴径を計測するのは困難である。本研究では、一部しか見えていない楕円の輪郭から画像解析によって液滴径を計測する手法を確立させ、ロータ回転数や、供給流量、水・油相の供給比率を変化させた場合の液滴径分布の変化を検討することを目的とした。
石原 希望*; 三角 隆太*; 仁志 和彦*; 上ノ山 周*; 佐野 雄一; 坂本 淳志; 竹内 正行; 小泉 健治
no journal, ,
使用済核燃料再処理プロセスにおいて、回転円筒型液液抽出装置の利用が検討されている。同装置の抽出効率の向上に際しては、液滴径分布を把握する必要があるが、特に高濃度分散場となる条件においては、連続相と分散相の転相や液滴同士の輪郭の重なりを伴うために液滴径の計測は困難である。本研究では、一部しか見えていない楕円の輪郭から画像解析によって水滴径および油滴径を区別して計測する手法を確立し、ロータ回転数や、水・油相の供給比率を変化させた場合の液滴径分布の変化を検討した。
