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林 正明*; 中原 宏尊*; 阿部 崇*; 松永 修平*; 宮田 肇*; 白倉 翔太*; 山野 秀将
第28回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集(インターネット), 5 Pages, 2024/06
本論文では、2023年度までに実施したナトリウム-溶融塩熱交換器の性能評価技術と伝熱向上方策の効果を確認したことを報告する。
坂本 寛*; 坂口 知聡*; 三浦 祐典*; 横山 博紀*; 松永 純治*; 笠原 秀之*; 宮田 肇*; 井岡 郁夫; 山下 真一郎; 逢坂 正彦
Proceedings of 2023 Water Reactor Fuel Performance Meeting (WRFPM 2023), p.20 - 28, 2024/00
酸化物分散強化型FeCrAlは、日本における沸騰水型軽水炉用の有望な事故耐性燃料被覆管として開発されてきている。本論文では、経済産業省資源エネルギー庁が部分的にサポートするプログラムの中で進められている、BWR用事故耐性FeCrAl-ODS燃料被覆管の実用化開発における進捗を紹介する。具体的には、解析研究における評価をサポートするための実験研究データの取得方法、実験結果等を紹介し、疲労特性や照射特性等の実用化する上で重要な材料特性について議論する。
浦野 創; 藤田 隆明*; 井手 俊介; 宮田 良明; 松永 剛; 松川 誠
Fusion Engineering and Design, 100, p.345 - 356, 2015/11
被引用回数：21 パーセンタイル：81.49(Nuclear Science & Technology)JT-60SAにおけるプラズマ着火及び電流立ち上げシナリオを開発した。真空容器や安定化板等の容器内導体構造物に発生する渦電流はプラズマ着火直後のプラズマ電流値(
kA)程度にまで増加し、誤差磁場を強める働きをする。100%及び50%の初期励磁において着火条件を満足するシナリオを作成した。プラズマ位置制御のためには垂直磁場を生成する必要があるが、初期プラズマでは渦電流による逆方向の垂直磁場が大きいため、これを打ち消すための外側コイル電流の最適化を行った。プラズマ電流と鎖交磁束で決まるダイバータ配位への移行条件を検討し、初期励磁から着火、電流立ち上げ、ダイバータ移行をスムーズにつなぐ運転シナリオを作成した。
宮田 良明; 鈴木 隆博; 武智 学; 浦野 創; 井手 俊介
Review of Scientific Instruments, 86(7), p.073511_1 - 073511_13, 2015/07
被引用回数：9 パーセンタイル：35.30(Instruments & Instrumentation)トカマク装置における安定したプラズマ平衡制御のためには正確にプラズマ境界を決定する必要がある。コーシー条件面(CCS)法はプラズマ外部に置かれた磁気計測器から、コーシー条件を持つ仮想面外部の磁束分布を計算し、プラズマ境界を再構築する数学的手法である。JT-60SAにおいて、プラズマ形状再構築誤差が最小となる最適なCCSの形状や未知数の数は、プラズマの大きさに比例することが分かり、この条件を用いることでプラズマ形状再構築精度が大幅に改善した。JT-60SAにおけるCCS法を用いたプラズマ形状再構築精度の評価を報告する。
林 伸彦; 本多 充; 白石 淳也; 宮田 良明; 若月 琢馬; 星野 一生; 藤間 光徳; 鈴木 隆博; 浦野 創; 清水 勝宏; et al.
Europhysics Conference Abstracts (Internet), 39E, p.P5.145_1 - P5.145_4, 2015/06
Towards prediction and control of JT-60SA plasmas, we are developing codes/models which can describe physics/engineering factors, and integrating them to one code TOPICS. Physics modelling: Coupling with MINERVA/RWMaC code showed that MHD equilibrium variation by centrifugal force largely affects RWM stability and the toroidal rotation shear stabilizes RWM. Coupling with OFMC code for NB torques, 3D MHD equilibrium code VMEC and drift-kinetic code FORTEC-3D for NTV torque, and toroidal momentum boundary model, predicted the core rotation of 
2% of Alfv
n speed for a ITER hydrogen L-mode plasma. Coupling with core impurity transport code IMPACT showed the accumulation of Ar seeded to reduce the divertor heat load is so mild that plasma performance can be recovered by additional heating in JT-60SA steady-state (SS) scenario. Simulations coupled with MARG2D code showed that plasma current can be ramped-up to reach 
3 with MHD modes stabilized by ideal wall and with no additional flux consumption of central solenoid in JT-60SA. Engineering modelling: Coupling with integrated real-time controller showed that simultaneous control of 
and 
is possible at 4 in JT-60SA SS scenarios. MHD equilibrium control simulator MECS demonstrated equilibrium control during heating phase and collapse induced events within power supply capability of PF coils in JT-60SA.
栗原 研一; 板垣 正文*; 宮田 良明; 中村 一男*; 浦野 創
プラズマ・核融合学会誌, 91(1), p.10 - 47, 2015/01
磁場閉じ込め方式におけるプラズマ位置形状の実時間制御及び平衡状態の診断は、MHD不安定性等によるプラズマの急激な変化に素早く対応し、適切な位置及び形状を維持した安全な運転やダイバータ部におけるストライクポイントの適切な制御、さらには電子サイクロトロン加熱等の共鳴位置を正確に定めるために非常に重要な課題である。コーシー条件面(CCS)を用いた境界積分方程式の解析解に基礎を置く解法(=「コーシー条件面法」。以降、CCS法と略す。)は、コイル電流、磁気センサー信号から直接位置形状を高速かつ高精度で導出する画期的な制御手法として注目を集めている。特に近年ではトカマクだけでなく、ヘリカル、逆転磁場ピンチ、球状トカマクでの応用例が示され、磁場閉じ込め核融合分野において幅広く応用されている。そこでまず、プラズマ位置形状同定の重要性とそのための逆問題としてのCCS法について、理論的背景、従来の方法との違い、利点について具体例を示しながら概説する。次に、各閉じ込め方式におけるプラズマ位置形状同定の応用例を紹介し、最後に、CCS法に関連するプラズマ位置形状同定における今後の課題を述べる。
宮田 良明; 鈴木 隆博; 井手 俊介; 浦野 創
Plasma and Fusion Research (Internet), 9(Sp.2), p.3403045_1 - 3403045_5, 2014/05
精密なプラズマ位置制御は、安全かつ安定したプラズマ運転において重要な課題である。JT-60SAにおけるプラズマ平衡制御手法の研究のため、MHD平衡制御シミュレータ(MECS)の開発を進めている。今回、実機のプラズマ平衡制御を模擬するため、プラズマ断面形状再構成,コイル電源,ポロイダル磁場コイル,高速プラズマ位置制御コイルのモジュールをMECSに導入した。MECSを用いてコイル電源制限内でのプラズマ平衡制御の制御性を報告する。
宮田 良明; 鈴木 隆博; 井手 俊介; 浦野 創; 藤田 隆明
Plasma and Fusion Research (Internet), 8(Sp.1), p.2405109_1 - 2405109_6, 2013/08
精密なプラズマ位置制御は安全かつ安定したプラズマ運転において重要な課題である。JT-60SAにおけるプラズマ平衡制御手法の研究のため、プラズマ平衡制御シミュレータの開発を進めている。平衡制御シミュレータは平衡計算部と制御コントローラ部で構成される。今回、プラズマ電流制御のシミュレーションのため、磁束消費に無撞着なプラズマ電流を求められるようにした。平衡制御シミュレータを用いて開発したプラズマ電流立ち上げ時のJT-60SA運転シナリオ波形及びプラズマ平衡制御の制御性を報告した。
井手 俊介; 相羽 信行; Bolzonella, T.*; Challis, C. D.*; 藤田 隆明; Giruzzi, G.*; Joffrin, E.*; 濱松 清隆; 林 伸彦; 本多 充; et al.
Proceedings of 24th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2012) (CD-ROM), 8 Pages, 2013/03
Assessment of capabilities in controlling key plasma parameters to access and sustain a high normalized pressure plasma in JT-60SA has been carried out using predictive simulations with emphasis on controllability with actuators, including not only heating and current drive but also fueling and pumping system. It is confirmed that the safety factor profile, which is believed to play an important role for confinement improvement, can be prepared appropriately at the plasma current ramp-up phase in a wide extent within capability of the installed ECRF system. At the flat-top of a high pressure and high bootstrap current plasma, it is also confirmed that the installed NB system can modify the safety factor profile and the confinement property within the planned capabilities. It is confirmed that impurity seeding in the SOL and the divertor region can maintain the heat flux within the divertor heat tolerance keeping the separatrix density level acceptable.
鈴木 隆博; 林 伸彦; 浦野 創; 宮田 良明; 本多 充; 井手 俊介; JT-60SAチーム
Europhysics Conference Abstracts (Internet), 37D, p.P2.136_1 - P2.136_4, 2013/00
現在建設中のトカマク装置JT-60SAは高圧力プラズマの定常運転の実証を目標としている。本研究ではJT-60SAの運転に先立ち、高圧力プラズマの定常運転に必要な実時間制御手法とそれにより実現される運転手法を数値シミュレーションにより検討した。このためにプラズマ輸送計算コードTOPICSを改良し、多変数実時間制御機能を実装した。これを用い、高圧力プラズマの維持を妨げる不安定性の発生を避けるための規格化圧力制御及び外部コイル電流が一定となる定常運転に必要な周回電圧ゼロ制御を同時に行った。規格化圧力が4-4.2の範囲で両者の制御が異なる密度領域(規格化密度88%及び52%)でも同時に達成可能であることを示し、制御のための外部加熱・電流駆動パワーのマージンは低密度の方が大きく取れることを示した。さらに、規格化圧力制御のみでは外部コイル電流が変化し続けるために定常運転は困難であることを示した。
宮田 良明; 鈴木 隆博; 藤田 隆明; 井手 俊介; 浦野 創
Plasma and Fusion Research (Internet), 7, p.1405137_1 - 1405137_9, 2012/10
JT-60SA, ITER、及び将来の核融合炉において、プラズマ位置形状制御は重要な課題である。プラズマ位置形状制御の研究のため、平衡計算部と磁束制御コントローラにより構成されているシミュレータの開発した。制御シミュレータによりJT-60SAにおける等磁束制御手法を用いたプラズマ位置形状の模擬とコイル電流制御ロジックを最適化できる。プラズマ配位と内部パラメータ変化に対するプラズマ位置形状制御を模擬できることを実証した。
井手 俊介; 林 伸彦; 本多 充; 浦野 創; 鈴木 隆博; 宮田 良明; 相羽 信行; 白石 淳也; 栗田 源一; 藤田 隆明
Plasma and Fusion Research (Internet), 7(Sp.1), p.2403131_1 - 2403131_4, 2012/09
JT-60SAでは、ITER定常運転やDEMO炉で要求される高規格化ベータプラズマの定常維持を主目標の一つとしている。原子力機構では、このような高規格化ベータプラズマの性能の評価を、種々の計算コードを用いて行っている。このようなプラズマの実現性を評価するには、プラズマ電流のフラットトップでの性能評価だけではなく、そのようなプラズマを得るためのパスがあるかどうか確かめることも重要である。このようなプラズマを得るには、プラズマ電流分布が重要であることがわかっている。本講演では、プラズマ電流立ち上げと形成できるプラズマ電流分布の形のバリエーションやその結果得られるプラズマの性能について報告を行う。
宮田 良明; 鈴木 隆博; 浦野 創; 武智 学; 井手 俊介
no journal, ,
トカマク型核融合装置におけるプラズマ平衡制御では、プラズマ形状再構築システムが磁気センサーやポロイダル磁場コイルなどの磁気計測器の計測値からプラズマ諸量を同定し、同定したプラズマ諸量を目標値に近付けるように平衡制御コントローラがフィードバック制御手法でアクチュエータを操作する。今回、JT-60SAにおいて想定される磁気計測器ノイズが平衡制御に与える影響を定量的に評価した結果と共に、その影響を緩和する方法を報告する。
林 正明*; 中原 宏尊*; 阿部 崇*; 遠藤 慶太*; 宮田 肇*; 山野 秀将
no journal, ,
ナトリウム-溶融塩熱交換器を有する蓄熱式高速炉の安全設計技術開発の一環として、液体金属ナトリウムと硝酸系溶融塩との熱交換器形式の最適化及び伝熱向上策を検討している。選定した熱交換器の要素モデル伝熱流動解析を実施しており、本発表では解析結果に基づく伝熱特性評価について報告する。選定した熱交換器形式に有効と考えられる伝熱性能向上策を反映した解析モデルで、伝熱流動解析を実施してその効果を確認した。
鈴木 隆博; 宮田 良明; 井手 俊介; 浦野 創; 藤田 隆明
no journal, ,
導体壁と結合したプラズマの時間発展を解く平衡計算部と、プラズマ電流と位置形状を外部コイルにより帰還制御するコントローラで構成される平衡制御シミュレータを開発し、JT-60SAの運転シナリオを検討した。センターソレノイドによる磁束変化によりプラズマ電流を立ち上げるとともに、センターソレノイドからの漏れ磁場やプラズマ電流上昇による配位変化を形状制御により抑えつつダイバータ配位を形成して加熱する帰還制御に基づく放電シナリオを構築した。加熱等の圧力変化時及び磁束消費時の内外ダイバータ足位置を含む位置形状の制御性、垂直位置不安定性の制御等についても発表する。
宮田 良明; 鈴木 隆博; 藤田 隆明; 井手 俊介; 浦野 創
no journal, ,
コイル数が少ないJT-60SA, ITER、及び将来の核融合炉において、プラズマ位置形状制御は重要な研究課題である。プラズマ位置形状制御の検討のため、平衡計算部と'isoflux'コントローラーにより構成されているシミュレータの開発を進めている。コントローラーは指定された点のポロイダル磁束が等しくなるように、ポロイダルフィールド(PF)コイルの電流を制御する。平衡計算部は渦電流の効果を取り入れて、指定されたPFコイル電流から平衡を解く。開発中の制御シミュレータを用いて、ポロイダルベータと内部インダクタンスの変化に対応した位置形状制御を模擬した。
宮田 良明; 鈴木 隆博; 藤田 隆明; 井手 俊介; 浦野 創
no journal, ,
JT-60SA, ITERや将来の核融合炉において、精密なプラズマ位置形状制御はプラズマ性能の向上及び第一壁を含めたプラズマ対向構造物へのダメージを避けるうえで重要な課題である。プラズマ平衡制御手法の研究のため、プラズマ平衡制御シミュレータの開発を進めている。平衡制御シミュレータは平衡計算部と制御コントローラー部で構成される。今回、プラズマ電流制御のシミュレーションのため、与えられたコイル電流及び磁束消費に無撞着なプラズマ電流を有する平衡を求められるよう平衡制御シミュレータの改造を行った。これによりプラズマ位置形状制御とプラズマ電流制御を同時に行い、プラズマ着火直後からプラズマ電流を安定に立ち上げ、安全に立ち下げるプラズマ放電シナリオを模擬することができる。本講演では平衡制御シミュレータを用いて開発したJT-60SA放電シナリオを報告する。
井手 俊介; 相羽 信行; Bolzonella, T.*; Challis, C. D.*; 藤田 隆明; Giruzzi, G.*; Joffrin, E.*; 濱松 清隆; 林 伸彦; 本多 充; et al.
no journal, ,
One of the main goals of JT-60SA project is to achieve steady-state sustainment of a high normalized pressure () plasma, which is required in the ITER steady-stat operation and DEMO. Plasma control plays a key role to accomplish this goal. Assessment of capabilities in controlling key plasma parameters to access and sustain a high plasma in JT-60SA has been carried out using TOPICS with emphasis on controllability with actuators, including not only heating and current drive but also fueling and pumping system. It is confirmed that the safety factor profile can be prepared appropriately at the plasma current ramp-up phase within capability of the installed ECRF system. At the flat-top of a high and high bootstrap current plasma, it is also confirmed that the installed NB system can modify the safety factor profile and the confinement property within the planned capabilities. It is confirmed that impurity seeding in the SOL and the divertor region can maintain the heat flux within the divertor heat tolerance keeping the separatrix density level acceptable.
宮田 良明; 鈴木 隆博; 井手 俊介; 浦野 創; 武智 学
no journal, ,
トカマク装置における安定したプラズマ平衡制御のためには正確にプラズマ境界を決定する必要がある。コーシー条件面(CCS)法はプラズマ外部に置かれた磁気計測器から、コーシー条件を持つ仮想面外部の磁束分布を計算し、プラズマ境界を再構築する数学的手法である。JT-60SAにおいて、プラズマ形状再構築誤差が最小となる最適なCCSの形状や未知数の数は、プラズマの大きさに比例することが分かり、この条件を用いることでプラズマ形状再構築精度が大幅に改善した。JT-60SAにおけるCCS法を用いたプラズマ形状再構築精度の評価を報告する。
