Study of plasma current decay in the initial phase of high poloidal beta disruptions in JT-60U

柴田 欣秀*; 渡邊 清政*; 大野 哲靖*; 岡本 征晃*; 諫山 明彦; 栗原 研一; 大山 直幸; 仲野 友英; 河野 康則; 松永 剛; et al.

Plasma and Fusion Research (Internet), 6, p.1302136_1 - 1302136_4, 2011/10

https://doi.org/10.1585/pfr.6.1302136

トカマクで発生するディスラプション時の電流減衰時間のモデルとして、プラズマインダクタンスとプラズマ抵抗のみで電流減衰時間を表現するモデルがその簡便さから使用されている。しかし、過去の著者らの研究において、(1)JT-60Uの密度限界ディスラプションでは電流減衰初期のプラズマインダクタンスの時間変化が電流減衰時間に大きく影響を与えているためモデルは実験結果を再現することができないこと、及び(2)プラズマインダクタンスの時間変化を考慮した「改良モデル」を用いることにより実験結果が再現できることがわかった。また、今回、このモデルの適用範囲が拡大できるか明らかにするため、別の原因で発生したディスラプションに対してモデルの検証を行った。対象としてはJT-60Uで発生した高ディスラプションのデータを用いた。その結果、前回同様、プラズマインダクタンスの時間変化を考慮することにより実験での電流減衰時間とモデルによる予測値がよく一致することがわかった。このことは、ディスラプションの発生原因が異なる場合でもプラズマインダクタンスの時間変化を考慮した改良電流減衰モデルで電流減衰時間が記述できることを示している。

Study of current decay time during disruption in JT-60U tokamak

柴田 欣秀*; 渡邊 清政*; 岡本 征晃*; 大野 哲靖*; 諫山 明彦; 栗原 研一; 仲野 友英; 大山 直幸; 河野 康則; 松永 剛; et al.

Nuclear Fusion, 50(2), p.025015_1 - 025015_7, 2010/01

https://doi.org/10.1088/0029-5515/50/2/025015

JT-60Uのディスラプション時のプラズマ電流の減衰時間を計測データ及び平衡解析から得られた値を用いて詳細に評価した。まず、電子温度を電子サイクロトロン放射及びヘリウムI線強度比から独立に評価し、それぞれの値から得られたプラズマ抵抗値をモデルに適用して電流減衰時間を算出した。その結果、実験での電流減衰時間が長い(100ms)領域ではモデルから算出した電流減衰時間は実験値と同程度であるが、電流減衰時間が短くなるにつれモデルでの値が実験値よりも大きくなり、実験での電流減衰時間が10ms程度の領域ではモデルでの値は1桁程度大きく評価されることがわかった。次に、内部インダクタンスをCauchy Condition Surface法により評価するとともに、内部インダクタンスの時間変化を考慮するようにモデルを改良した。その結果、広い電流減衰時間の範囲(10100ms)に渡り実験値と近い値が得られ、内部インダクタンスの時間変化の効果が重要であることがわかった。

Optimization of the viewing chord arrangement of the ITER poloidal polarimeter

山口 太樹; 河野 康則; 藤枝 浩文; 栗原 研一; 杉原 正芳*; 草間 義紀

Plasma Physics and Controlled Fusion, 50(4), p.045004_1 - 045004_15, 2008/04

https://doi.org/10.1088/0741-3335/50/4/045004

国際熱核融合実験炉(ITER)のプラズマ中心部における安全係数分布の計測にポロイダル偏光計測装置が用いられる予定である。本研究では、精度の良い安全係数分布を同定するために適したポロイダル偏光計側装置の視線配置について、平衡再構築コードを用いた評価・検討を行った。平衡再構築コードは本研究で開発したものであり、ポロイダル偏光計測装置の計測データのみを用いてプラズマ内部の磁気面分布を評価することが可能であるという特長を持つ。結果として、ITER運転シナリオとして予測されている3つの平衡(誘導運転シナリオの燃焼フェーズ,非誘導運転シナリオの燃焼フェーズ及び誘導運転シナリオのリミターフェーズ)のそれぞれに対する最適な視線配置を得ることができ、プラズマ中心部における安全係数分布の精度として3%以内が見込まれた。さらに、誘導運転シナリオの燃焼フェーズに最適化した視線配置を他の平衡に適用し、それぞれの平衡に最適化した視線配置を用いた場合と比較して、大きな精度の劣化が生じないことを示した。誘導運転シナリオの燃焼フェーズに最適化した視線配置は、ITERポロイダル偏光計側装置の有望な視線配置であると言える。

カラー図解,プラズマエネルギーのすべて

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)

Discrete-variational Dirac-Slater calculations on the valence band XPS for -uranium metal

栗原 正義*; 平田 勝; 関根 理香*; 尾上 順*; 中松 博英*

Journal of Nuclear Materials, 281(2-3), p.140 - 145, 2000/10

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(00)00242-7

相対論DV-DS分子軌道法を用いて相金属ウランの価電子帯光電子分光スペクトルの理論解析を行った。実験的に得られているスペクトルを定量的に帰属し、金属ウランの価電子帯での電子状態の特徴を明らかにした。また、各原子軌道ごとの部分状態密度を示すことにより、フェルミレベル近傍の各原子軌道の寄与を示した。

Japanese contribution of ITER PF systems design during CDA

安積 正史; 長谷川 満*; 亀有 昭久*; 栗原 研一; 中村 幸治; 西尾 敏; 下村 安夫; 新谷 吉郎*; 杉原 正芳; 山根 実*; et al.

JAERI-M 92-041, 100 Pages, 1992/03

JAERI-M-92-041.pdf:2.59MB

ITER(国際熱核融合実験炉)ポロイダルコイル(PF)システムの概念設計に対する日本の貢献の主な結果をまとめる。まずPF系の最適配置の決定、準DN配位やSN配位の検討および磁力線の精密な追跡がなされた。さらに中心ソレノイドコイルに働く反発力が求められた。次に垂直位置制御の指針が導出され、受動安定化シェルの性能評価が行なわれた。またTULFEX法によるプラズマ位置・形状同定法の適用や水平位置制御法が調べられ、遅い制御法に関するアルゴリズムが開発された。次にセパラトリックス掃引と周辺磁気面エルゴード化の検討がなされた。最後にTSCコードによるプラズマ動的挙動の検討を示した。以上の結果の多くはまだ完結してはいないが、ITERの成立性を示す概念設計としては十分であり、EDA(工学設計活動)でさらに深められる予定である。

Catalytic incineration of ion exchange resins using fluidized bed

矢幡 胤昭; 木下 弘毅*; 平田 勝; 栗原 正義

Proc. of the 1989 Joint Int. Waste Management Conf., Vol. 1, p.75 - 80, 1989/00

原子力施設から発生する廃樹脂は年々増加し、その減容処理は重要な課題になっている。廃樹脂の減容処理には焼却が最も効果的とされているが、難燃性で燃焼時に多量のススを生じ、NO、SOの発生問題もあるため実処理は行われていない。大洗研では触媒を用いた樹脂の完全燃焼法を開発した。この方法を用いて廃樹脂の実処理を行うため段階的に試験を進めてきた。まず、樹脂の熱分解挙動と酸素分圧の関係、固定床装置を用いた焼却条件を求めた。次に連続処理のため流動層焼却炉を用い焼却条件を求めた。流動媒体の種類、流動化空気量、樹脂の焼却最適温度、触媒の設置場所と使用温度、SOの触媒に対する影響等について調べた。これらの結果について述べる。

触媒燃焼によるイオン交換樹脂の減容処理,第1報; 基礎試験

矢幡 胤昭; 寺門 範充*; 栗原 正義

JAERI-M 88-008, 25 Pages, 1988/01

JAERI-M-88-008.pdf:0.66MB

イオン交換樹脂焼却処理の基礎データを得るために、熱天秤を用いて樹脂の熱分解挙動を調べた。

The Alloying behavior of transition-metal elements in -uranium; Role of the d-d orbital interaction

尾上 順*; 栗原 正義*; 平田 勝; 鈴木 知史

no journal, , 

To understand the alloying behavior of transition-metal (TM) elements in -phase metal uranium (-U), we have investigated the electronic structure and chemical bonding of the TM/-U alloys systematically, using the relativistic DV-X molecular orbital method. It is found that the maximum solid solubility (MSS) of the TM/-U alloys, except Ta/-U and W/-U, depends exponentially upon both the TM d-orbital energy relative to the U6d one (Md) and the orbital overlap population (OOP) between the U6d and TMd atomic orbitals, which may provide a good index for designing uranium alloys as a new nuclear fuel. In the present meeting, we will discuss the exponential dependence by considering the d-d orbital interaction and propose the whole interpretation of the TM/-U alloying behavior.

JT-60U高プラズマにおけるディスラプション時の電流減衰時間決定モデルの評価

柴田 欣秀*; 渡邊 清政*; 大野 哲靖*; 岡本 征晃*; 諫山 明彦; 栗原 研一; 大山 直幸; 仲野 友英; 河野 康則; 松永 剛; et al.

no journal, , 

ディスラプション時に真空容器等に発生する電磁力は電流クエンチ時の電流減衰時間から予測される。これまで、電流減衰時間の予測の一般的なモデルとしてプラズマの抵抗とインダクタンスだけで評価するL/Rモデルが使われてきた。しかし、JT-60Uの多量ガスパフディスラプション放電では、電流クエンチ時でもプラズマ中心で数100eV程度の電子温度を有しており、電流減衰初期において単純なL/Rモデルが成り立たないことが過去に示された。今回、これまでとは電子温度,電流分布,加熱方式が異なる定常負磁気シア放電のディスラプション時の電流減衰時間と電子温度の関係について調べた。その結果、電流減衰初期の電子温度()が数倍程度異なっているにもかかわらず電流減衰時間がほぼ同じとなる場合があることがわかった。このことは今回解析した放電においてもプラズマ抵抗()以外の効果の寄与が電流減衰時間を決定するうえで重要であることを示唆している。