Development of magnetic sensors for JT-60SA

武智 学; 松永 剛; 櫻井 真治; 笹島 唯之; 柳生 純一; 星 亨*; 川俣 陽一; 栗原 研一; JT-60SAチーム; Nishikawa, T.*; et al.

Fusion Engineering and Design, 96-97, p.985 - 988, 2015/10

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2015.06.108

JT-60SA, which has fully super conducting coils, is under construction in order to demonstrate and develop steady-state high beta operation for supplement ITER toward DEMO. Three types of coils will be installed in the vacuum vessel for resistive wall mode (RWM) control, error field correction and also for edge localized mode (ELM) control. Biaxial magnetic sensors have been developed, because 3D information of magnetic configuration is necessary for these controls. Also, redesigned magnetic sensors for basic information of JT-60SA plasma, e.g. one-turn loop, Rogowski coils, diamagnetic loop and saddle coils have been developed, because manufacture and installation of these sensors are much more difficult for JT-60SA than those for JT-60U. The design and the specification of the magnetic sensors for JT-60SA will be reported from engineering and physics aspects.

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。

Dynamics of ion internal transport barrier in LHD heliotron and JT-60U tokamak plasmas

居田 克巳*; 坂本 宜照; 吉沼 幹朗*; 竹永 秀信; 永岡 賢一*; 林 伸彦; 大山 直幸; 長壁 正樹*; 横山 雅之*; 舟場 久芳*; et al.

Nuclear Fusion, 49(9), p.095024_1 - 095024_9, 2009/09

https://doi.org/10.1088/0029-5515/49/9/095024

LHDヘリオトロン装置とJT-60Uトカマク装置におけるイオン系内部輸送障壁形成と不純物輸送のダイナミックスの比較について分析した。特に、両装置においてイオン温度等を測定する荷電交換分光装置の高性能化が行われ、次のような新しい知見を得ることができた。まず、内部輸送障壁の形成位置について、JT-60Uでは形成位置が外側へ拡大しつつ局在化するが、LHDではターゲットプラズマに依存して内側あるいは外側に移動する。また、不純物輸送に関しては、JT-60Uでは内向きの対流があるのに対して、LHDでは外向きの対流によって不純物ホールが形成されることを明らかにした。LHDにおいて観測された外向きの対流は、新古典理論の予想と相反しており、今後さらなる分析を行う予定である。

Structural basis for the fast phase change of GeSbTe; Ring statistics analogy between the crystal and amorphous states

小原 真司*; 加藤 健一*; 木村 滋*; 田中 均*; 臼杵 毅*; 鈴谷 賢太郎; 田中 宏志*; 守友 浩*; 松永 利之*; 山田 昇*; et al.

Applied Physics Letters, 89(20), p.201910_1 - 201910_3, 2006/11

https://doi.org/10.1063/1.2387870

アモルファス-結晶相変化型記録(DVD)材料として代表的なアモルファスGeSbTeの3次元的原子配置を放射光X線回折と逆モンテカルロシミュレーションによって明らかにした。その結果、アモルファスGeSbTeの構造は、4と6の偶数個の原子がつくるリングから成り立っており、GeSbTe結晶がNaCl型で4員環(4角形)のみからなることと類似している。一方、あまり相変化記録速度の速くないアモルファスGeTeでは、Ge-Ge結合が優先的にできてしまうために奇数個の原子からなるリングも多数存在する。こうした結晶とのトポロジカルな類似性がアモルファスGeSbTeの相変化(結晶化)速度を速め、DVD材料として適当とならしめていることが明らかになった。

技術情報統合システムの機能高度化に関する研究 -成果報告書-

石原 義尚*; 福井 裕*; 佐川 寛*; 松永 健一*; 伊藤 隆哉*

JNC TJ8400 2004-002, 99 Pages, 2004/02

JNC-TJ8400-2004-002.pdf:10.91MB

本研究では,地質環境分野と処分技術(設計)・安全評価技術分野との間で相互に活用される技術情報について体系化を図るとともに,技術情報統合システムの機能の高度化として,分野毎に構築された技術情報管理データベース間での情報共有化,および利用促進を目指した一般情報の共有機能などについて検討し,技術情報の統合を実現するためのシステム機能について検討を行った。(1)}地層処分研究の進展に伴って段階的に更新される,あるいは増加していく具体的な地質環境についての情報を,設計・安全評価の研究に適切に反映するため,技術情報をシステム化するのに適した形態を整理した上で,設計・安全評価の両分野における技術情報をタスク/ワークに基づく2階層の形態で整理するとともに,地質環境分野との技術情報の受け渡しについて整合性を図りながら体系化を行った。(2)}地層処分の研究3分野間の技術情報の統合を図るため,技術情報の体系化の検討結果に基づき,複数のデータベースで管理された情報の相互利用の機能について検討を行った。また,技術情報の利用履歴の管理,情報利用の連絡,および共通情報の掲示等のシステム機能を検討するとともに,操作の容易性を考慮したシステム操作画面について検討した。

地層処分システムの設計・安全評価体系のシステム化に関する研究(II) -成果報告書-

石原 義尚*; 福井 裕*; 佐川 寛*; 伊藤 隆哉*; 松永 健一*; 小華和 治*; 桑山 有紀*

JNC TJ8400 2003-037, 505 Pages, 2003/02

JNC-TJ8400-2003-037.pdf:34.06MB

本研究では,統合解析システムの開発に資するため,第2次取りまとめに向けて構築されてきた設計・安全評価の体系を整理し,多種・多様な技術情報の網羅性と詳細度を考慮した上で体系化を図り,これらを知識ベースとしてシステム化するための検討を行った。

連成解析に係わる基盤情報調査研究; 概要報告書

片岡 伸一*; 河原 憲一*; 松永 健一*; 石原 義尚*; 根山 敦史*; 中川 浩一*; 岩田 浩*; 森 康二*

JNC TJ8400 2001-037, 33 Pages, 2001/03

JNC-TJ8400-2001-037.pdf:2.02MB

本研究は、地層処分システムのニアフィールドにおける連成解析を実現させるため、海外における最新情報を調査し、連成解析コードの概念を示した。本研究の要旨を以下に示す。(1)米国ユッカマウンテンにおける連成解析では、サイトと人工バリアの仕様が特定されているため、M(力学)とC(化学)の結合は弱いものとして位置付けられている。(2)米国ユッカマウンテンにおいて採用されている連成解析コードNUFT-Cに関する情報収集を目的として、開発元の米国ローレンスリバモアと情報交換を行い、解析コードの開発目的、機能、事例解析、課題などの情報を収集することができた。(3)連成解析コードの概念構築、開発課題の摘出を目的として、公開情報に基づき、地球化学プロセスを含む連成解析の最新情報ならびに2相系に係わる解析コードの調査を行った。調査の結果、取扱っている現象、連成解析手法の動向に加え、今後の開発方針や注意事項について把握することができた。(4)連成解析コードの位置付けならびに要求事項(機能、品質)について明確にし、開発に際して留意すべき要件を明確にした。(5)サイトが特定されていない状況、短期間の開発に対して前記の要件を満足するための開発方法について検討した。その結果、計算時間の高速化や可視化にも柔軟に対応できるツール(Diffpack)が有効であり、本ツールの事例、機能についてまとめた。

JT-60Uディスラプションにおける速い電流減衰消滅に対するプラズマインダクタンスの影響と電流減衰モデルの検討

柴田 欣秀*; 渡邊 清政*; 岡本 征晃*; 大野 哲靖*; 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, , 

トカマク型核融合装置で発生するディスラプション時の電磁力を評価する方法として電流クエンチ時の電流減衰時間の予測が考えられている。電流減衰時間の予測の一般的なモデルとしてモデルという単純なモデルがこれまでに使われてきた。過去の研究において限定的なディスラプション放電でモデル検証が行われ、電流減衰初期においてはモデルは成り立たず、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ことがわかっている。しかし、さまざまなディスラプション放電でモデルの検証は行われておらず、一般的なモデル検証のためには広いパラメータの放電に対してモデルの検証が必要である。そこで、今回プラズマ表面の安全係数が4-13、プラズマ断面積が2.5-4mという広いパラメータを有したディスラプション放電においてモデルの検証を行った。実際に評価した結果、このように広いパラメータ範囲におけるディスラプションでも各放電において電流減衰初期ではプラズマインダクタンスの時間変化が大きいことがわかった。すなわち、JT-60Uにおけるディスラプション時の一般的な電流減衰モデルにはモデルは適さず、プラズマインダクタンスの時間変化を考慮した電流減衰モデルが適していることがわかった。

JT-60U高プラズマ放電におけるマイナーコラプスとメジャーディスラプション時の電流減衰時間の比較

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, , 

JT-60Uの高プラズマ放電ではマイナーコラプスが多く発生している。マイナーコラプスはメジャーディスラプションとは違い、一度プラズマの閉じ込めは悪くなり電流減衰が始まるが、その後、定常状態時のプラズマ電流まで回復する。電流減衰時間の制御の観点から考えるとこの現象を調べることにより、電流減衰時間の制御方法の確立を行える可能性がある。そこで、本研究ではマイナーコラプスとメジャーディスラプション時の電子温度や磁気計測などのプラズマ計測を比較することにより両現象中の電流減衰の違いを調べた。両現象において電流スパイク発生中では内部インダクタンスは上昇するが、マイナーコラプスの電流減衰時ではは緩やかに減少、ディスラプションの電流減衰時では引き続きが上昇するという異なる振舞いをしていた。また、マイナーコラプスでは電流減衰時のプラズマ周辺部の電子温度は一旦減少し、その後元の状態まで回復するが、ディスラプションでは周辺部からの減少が始まり、最終的にプラズマ中心部のも低下していた。このことから、電流減衰時のの変化が異なる原因の1つとしての振る舞いの違いが考えられる。

JT-60SAにおける磁気計測

武智 学; 松永 剛; 笹島 唯之; 柳生 純一; 櫻井 真治; 星 亮; 川俣 陽一; 栗原 研一; 中村 一男*

no journal, , 

JT-60SAの磁気計測用センサーとしてプラズマ形状/位置制御用磁気プローブ、ワンターンループ、プラズマ電流計測用ロゴスキーコイル、反磁性ループ、MHD診断用磁気プローブ及びRWM制御用磁気プローブ等の設置が予定されている。それぞれのセンサーについてR&Dを行っている。特に設置及び故障時の交換の容易さ等のため、センサーと信号伝達用MIケーブルの接続にコネクタを用いることとし、MIケーブル用のコネクタを新たに開発した。また、ワンターンループや反磁性ループ等、真空容器内において単芯のMIケーブルと2芯のツイストMIケーブルの接続が必要な部分に関しても簡単に接続できるようなコネクタボックスの構造とした。そのためにMIケーブルの封止にはセラミック端子を用いることとした。