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論文

ITB-events and their triggers in T-10 and JT-60U

Neudatchin, S. V.*; 滝塚 知典; 坂本 宜照; 林 伸彦; 諌山 明彦; Kislov, A. Ya.*; Krylov, S. V.*; Pavlov, Yu. D.*; 白井 浩; Borshegovskii, A. A.*

Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 8 Pages, 2007/03

内部輸送障壁(ITB)の内部及び近傍で発生する非局所的な分岐現象であるITB事象はJT-60Uにおける負磁気シアや正磁気シアプラズマで見つけられた。T-10におけるオフセンター電子サイクロトロン加熱プラズマ中の加熱切断で生じる内向き冷パルス伝播が中心付近で急激に伝播が遅くなることが観測されているが、これもITB事象のひとつと考えられる。このITB事象は安全係数q=1面が存在するとき発生しやすい。JT-60Uの負磁気シアプラズマ中の低パワー加熱時に起きるITB事象は最小安全係数が3.5, 3, 2.5を横切るときに多く観測される。また、JT-60Uにおいてトロイダルモード数n=1の内部MHD活動もITB事象の引き金となっている。この論文では、負磁気シアプラズマ中のq=2.5面で発生する小内部崩壊もITB事象の引き金になることを示す。また、正磁気シアの高ポロイダルベータプラズマ中では周辺局在モード(ELM)に相関してITB事象が起きている。このとき、小半径方向0.3$$sim$$0.7の広い範囲で熱流が急激に減少している。この新しく見つけられたITB事象は、ELM様のMHD揺動によるITB形成制御の可能性を示唆している。

論文

ITER NB system; Compact beamline and design against radiation

Krylov, A.*; 井上 多加志

プラズマ・核融合学会誌, 81(10), p.779 - 784, 2005/10

ITER NBシステムの設計には以下の2つの特徴がある。そのひとつは短尺のビームライン設計であり、もうひとつは放射線環境下で1MV高電圧を真空絶縁するビーム源(イオン源と加速器)である。ビームライン軸長の短尺化は、中性化セル内部を幅の狭いチャンネルに区切ることによってガスコンダクタンスを低減し、中性化に必要なターゲット厚さを保ったままガス流量を減らして実現する。中性粒子ビームの輸送効率と再電離損失を最適化し、ITER NB入射装置は高効率と短い軸長(23.4m)を両立している。3次元中性子輸送解析の結果、高電圧絶縁に SF$$_{6}$$等のガスを用いると、放射線誘起伝導によってガス中に過大な発熱が起こりうることが明らかになった。そこで現在のITER NBシステムでは、真空絶縁型ビーム源の設計が確立されている。

論文

ITER nuclear components, preparing for the construction and R&D results

伊尾木 公裕*; 秋場 真人; Barabaschi, P.*; Barabash, V.*; Chiocchio, S.*; Daenner, W.*; Elio, F.*; 榎枝 幹男; 江里 幸一郎; Federici, G.*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 329-333(1), p.31 - 38, 2004/08

 被引用回数:14 パーセンタイル:66.17(Materials Science, Multidisciplinary)

ITER主要コンポーネントの発注仕様書の準備が現在進行中である。製造方法や非破壊検査法などを考慮しつつ炉構造機器(真空容器や容器内機器)の詳細設計を現在行っている。R&D開発については、20度あるいは30度の入射角の超音波試験,2チャンネルモデルによる流量配分の試験,第一壁のモックアップやパネルの製造及び試験,ハウジングを含めた全システムとしてのフレキシブル支持構造の試験,リーク試験のための予備真空領域を設けた同軸冷却管接続の試験,ダイバータの垂直ターゲットのプロトタイプの製造と試験などが行われた。こうした結果により、設計の成立性について確信を与えるとともに、低コストの代替え製造法の可能性を示すものである。

論文

Design improvements and R&D achievements for vacuum vessel and in-vessel components towards ITER construction

伊尾木 公裕*; Barabaschi, P.*; Barabash, V.*; Chiocchio, S.*; Daenner, W.*; Elio, F.*; 榎枝 幹男; Gervash, A.*; Ibbott, C.*; Jones, L.*; et al.

Nuclear Fusion, 43(4), p.268 - 273, 2003/04

 被引用回数:21 パーセンタイル:54.67(Physics, Fluids & Plasmas)

ITERの真空容器や容器内コンポーネントの基本設計概念は変わっていないが、信頼性向上,メインテナンス性改善,コスト低減の観点から、設計の詳細において幾つかの点の改良を検討した。真空容器のR&Dにおける最も大きな成果は必要な製作組立精度の実証である。さらに最近ポートの切断による変形量を測定し、その値が十分小さいことを確認した。また、厚板の溶接,切断、及び超音波非破壊検査に関する先進技術の開発をさらに進めた。第一壁/ブランケットとダイバータのR&Dについては、第一壁パネル,ブランケット遮蔽ブロック,ダイバータのフルスケールのモックアップの製作に成功し、設計条件を満たす技術を開発することができた。

論文

Optimization of plasma grid material in cesium-seeded volume negative-ion sources

柏木 美恵子; 森下 卓俊; 奥村 義和; 谷口 正樹; 花田 磨砂也; 渡邊 和弘; Krylov, A.*

Review of Scientific Instruments, 73(2), p.964 - 966, 2002/02

 被引用回数:11 パーセンタイル:53.13(Instruments & Instrumentation)

中性粒子入射装置の負イオン源において、セシウム(Cs)を添加することで負イオン電流密度が増加する。そのときプラズマ電極表面の仕事関数が下がり、電極表面での負イオン生成が促進されることがわかっている。負イオン生成効率をあげるためには、より低仕事関数電極を用いることが重要である。そこで、フィラメントフリーのマイクロ波水素プラズマ源を用い、Cs添加時における9種類の金属の表面状態を調べた。表面状態の観察にはAr$$^{+}$$レーザー(488nm)を用い、これを電極表面に照射したときの光電子電流を測定した。仕事関数が低いとき、より高い光電子電流が得られる。その結果、金、銀、ニッケルで光電子電流が最も高く、仕事関数が低いことがわかった。フィラメント材料であるタングステンはその67%、従来の電極材料であるモリブデンはその17%となった。この結果から、従来よりもさらに負イオン電流の増加が期待できる低仕事関数の電極の見通しを得た。

論文

Design of neutral beam system for ITER-FEAT

井上 多加志; Di Pietro, E.*; 花田 磨砂也; Hemsworth, R. S.*; Krylov, A.*; Kulygin, V.*; Massmann, P.*; Mondino, P. L.*; 奥村 義和; Panasenkov, A.*; et al.

Fusion Engineering and Design, 56-57, p.517 - 521, 2001/10

 被引用回数:64 パーセンタイル:96.63(Nuclear Science & Technology)

ITER-FEAT用中性粒子ビームシステムは2基の入射装置から成り、1MeV,33MWのD$$^{0}$$ビームを入射することによってITER-FEATプラズマを加熱するとともに、3600秒までの入射によりプラズマ電流を駆動して定常運転に貢献する。JT-60ほかにおけるプラズマ物理研究では、周辺部電流駆動による性能向上とその定常化が注目されているが、ITER-FEATでは空間的制約の厳しい水平面内で入射接線半径を最大とし、さらに垂直方向にもビーム軸をプラズマ磁気軸から0.35-0.95mの範囲で可変となることにより、電流駆動位置の最適化が可能な配置・設計となっている。またビームライン機器の構造を最適化した結果、ビームの幾何学的輸送効率が改善され、発散角7mrad以下のビームに対して入射効率40%以上を達成する設計となっている。

論文

Neutral beams for the International Thermonuclear Experimental Reactor

井上 多加志; Di Pietro, E.*; Mondino, P. L.*; Bayetti, P.*; Hemsworth, R. S.*; Massmann, P.*; 藤原 幸雄; 花田 磨砂也; 宮本 賢治; 奥村 義和; et al.

Review of Scientific Instruments, 71(2), p.744 - 746, 2000/02

 被引用回数:17 パーセンタイル:67.97(Instruments & Instrumentation)

トカマク型核融合実験炉では、プラズマ加熱と定常運転のために50MW以上の中性粒子ビーム入射が必要である。ITERでは3基の中性粒子入射装置(NBI)に各々1MeV,40Aの重水素負イオンビームを発生する大型イオン源・静電加速器を用いる設計となっている。ITER環境で1MVの高電圧絶縁にSF$$_{6}$$等の絶縁ガスを用いた場合、放射線誘起伝導(RIC)によってガス中に電流が流れ100kW以上のガス発熱が予測されている。そこでITER用NBIでは真空絶縁方式を検討している。本稿では1MeV静電加速器の開発途上で得られた真空絶縁の実験・解析結果及び設計指針と、それに基づく真空絶縁負イオン源と加速器の設計について報告する。

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