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平野 雅司; 与能本 泰介; 石垣 将宏; 渡邉 憲夫; 丸山 結; 柴本 泰照; 渡辺 正; 森山 清史
Journal of Nuclear Science and Technology, 49(1), p.1 - 17, 2012/01
被引用回数：97 パーセンタイル：91.67(Nuclear Science & Technology)2011年3月11日、東日本大震災及び津波が福島第一原子力発電所を襲った。多くの努力が事故の原因とその結果生じた被害を解明するために続けられているが、事故で何が生じ、なぜ発生したかについて未だに明らかにすべきことが残されている。本論文では、東京電力及び政府機関から発表されている情報の検証及び解析を通じて、福島第一原発1号機から3号機での事故進展について、明らかにすべきことを特定することを目的とする。また、合理的に達成可能な最高基準の安全への枠組を構築することに貢献するため、得られた知見に基づき、この事故により生じた安全性に関する問題についても議論する。
小林 貴之; 諫山 明彦; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; 佐藤 文明; et al.
Nuclear Fusion, 51(10), p.103037_1 - 103037_10, 2011/10
被引用回数：19 パーセンタイル：62.29(Physics, Fluids & Plasmas)電子サイクロトロン波加熱装置(ECRF装置)において、運転開始直後の短時間(100ミリ秒程度)にアノード電圧を制御することにより電子のピッチファクターを最適化することで効率を向上させる新手法を開発した。これにより高出力化の課題であったコレクタ熱負荷を低減することが可能となり、世界で初めて1.5MW, 4秒間のジャイロトロン出力を達成した。このときのコレクタ熱負荷は従来より約20%低いことが確認され、今後さらに長パルス化が可能と考えられる。長パルス運転を制限したジャイロトロン内の不要高周波による熱負荷を低減するため、モード変換器を改良したジャイロトロンを製作して、既に調整運転を開始し1MW出力で31秒までパルス幅が伸張した。また、課題であった不要高周波は約1/3に低減できたことが実験的に確認され、近い将来の定常運転に見通しが得られた。これらの成果はJT-60SAに向けたECRF装置の高出力・長パルス化に大きく貢献するものである。
田口 光正; 森山 正洋*; 南波 秀樹; 平塚 浩士*
Radiation Physics and Chemistry, 64(2), p.115 - 122, 2002/05
被引用回数：4 パーセンタイル：29.2(Chemistry, Physical)数百MeVの重イオン照射によりポリビニルアルコールフィルム中に生成するアクリジンC-ラジカルの生成G値は各イオン種について線エネルギー付与(LET)の増加に伴い減少した。また、ラジカル収量は照射イオンのフルエンスに依存した。この結果を、ケミカルトラックモデルを用いて解析したところ、その半径は、照射イオン種が同じ場合には入射イオン速度の増加に伴い減少すること、さらに同じ速度ならばイオンの原子番号の増加に伴い増加することがわかった。
田口 光正; 早野 一樹*; Xu, Y.; 森山 正洋*; 小林 泰彦; 平塚 浩士*; 大野 新一*
Radiation Physics and Chemistry, 60(4-5), p.263 - 268, 2001/03
被引用回数：16 パーセンタイル：73.13(Chemistry, Physical)フェニルアラニン水溶液へNeイオン照射を行い、OHラジカルとフェニルアラニンとの反応によって生成する3種類のチロシンをHPLCによって定量分析した。イオンが止まるまでの全チロシン生成量と、入射エネルギーとの関係から微分G値(イオンのエネルギーとともに連続的に変化するG値)が求められた。微分G値は300~500eV/nmのLETでは
線よりも大きな値を示すが、LETの増加に伴いその値が減少することがわかった。
田口 光正; 松本 裕一*; 森山 正洋*; 南波 秀樹; 青木 康; 平塚 浩士*
Radiation Physics and Chemistry, 58(2), p.123 - 129, 2000/04
被引用回数：6 パーセンタイル：42.55(Chemistry, Physical)1,2,4,5-tetracyanobenzene(TCNB)をドープしたPVAフィルムに数百MeVのC及びNe,Arイオンを照射した。照射後の吸収スペクトル測定によりTCNBラジカルアニオンの生成が確認された。吸光度は低フルエンス領域において増加し、高フルエンスでは減少した。このフルエンス依存性はラジカルの生成及び消滅を示しており、円筒状のケミカルトラックモデルを用いて解析したところ、トラック半径が見積もられた。トラック半径はイオンの核子あたりのエネルギーつまり比エネルギーの増加に伴い小さくなった。さらに同じ比エネルギーでは照射核子が大きいほど半径も大きくなることがわかった。また、吸光度とESR測定の結果から求められたラジカル生成のG値は線照射と比べて小さかった。
n eigenmodes, burst modes and chirping modes in the Alfvn frequency range driven by negative ion based neutral beam injection in JT-60U草間 義紀; Kramer, G. J.; 木村 晴行; 三枝 幹雄*; 小関 隆久; 飛田 健次; 及川 聡洋; 篠原 孝司; 近藤 貴; 森山 伸一; et al.
Nuclear Fusion, 39(11Y), p.1837 - 1843, 1999/11
被引用回数：68 パーセンタイル：87.25(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおいて、負イオン源ビーム(NNB)を用いて、ビームイオンが励起する不安定性の研究を行った。磁気シアが弱い場合には、ビームイオンの体積平均
値が0.1%と低い領域においてもアルヴェン固有モードが励起されることが明らかとなった。しかし、このモードは強い負磁気シアを持つプラズマでは安定化できることがわかった。ビームイオン値が0.2%程度に上昇し、かつプラズマ中心の安全係数が1.4程度まで低下すると、アルヴェン周波数領域にバースト的に発生をくり返すモードが出現する。このモードにより、わずかではあるがビームイオンが損失することが明らかになった。
田口 光正; Xu, Y.; 小林 泰彦; 森山 正洋*; 平塚 浩士*
JAERI-Review 99-025, TIARA Annual Report 1998, p.25 - 27, 1999/10
L-フェニルアラニンを超純水に濃度13mMで溶解させ、Heガスで飽和し207MeV Cイオンを照射した。HPLC測定したところ、フェニルアラニン自身、さらにp-,m-,o-チロシンのシグナルが観測された。クロマトグラム上のピーク面積からチロシンの生成量を求めたところ、チロシン生成のG値は線、イオン照射ともに0.30
0.03と見積もられた。つまり無酸素状態では、線でもCイオンでもOHラジカルは同程度生成したと考えられる。次にN
Oガスを飽和した試料に放射線照射し、同じくチロシンの生成量を調べた。NOは水和電子を素早くスキャベンジしほぼ同量のOHラジカルを生成する。そこでチロシン生成のG値とOHラジカル、水和電子のG値とは次の関係式が成り立つ; G(Tyr)=f
G
(OH)
f(G(OH)+G(e
))。fは生成した全OHラジカルのうちチロシン生成で消費される割合を示す。NO飽和した試料へ線及びCイオン照射した場合、チロシン生成のG値は0.580.04及び0.390.02と見積もられた。線照射した場合のOHラジカル及び水和電子のG値は2.8及び2.7であることから、fは0.105と求められた。この値を用いることによりCイオン照射での水和電子のG値は0.9(0.39=0.105(2.8G(e)))と見積もられた。
田口 光正; 古川 勝敏; 森山 正洋*; 大野 新一*
JAERI-Review 99-025, TIARA Annual Report 1998, p.91 - 92, 1999/10
重イオン照射の特徴は物質への高密度かつ空間的に不均一なエネルギー付与であり、このことが高LET放射線の特異的な照射効果(化学反応、生物への致死効果など)を誘発すると考えられている。175MeV Ar
イオンを窒素ガス(約215Torr)に照射し、異なる励起状態からの発光を1mm程度の空間分解能を有する光学系によって測定した。337nmの発光はthe second positive systemと呼ばれる遷移(C
B
に相当し、この遷移は20eV程度の極めて低いエネルギーの電子によって高効率に誘導される。また、429nmの発光は窒素分子の全イオン化量に比例する発光強度を示す。それぞれの波長の発光強度についてイオン飛跡からの距離依存性を見積もったところ、距離100~1000nmの範囲において全イオン化量は距離の約2乗に反比例したが、低エネルギー電子は2.8乗とそれよりも急峻な距離依存性を示すことがわかった。
池田 佳隆; 藤田 隆明; 濱松 清隆; 井手 俊介; 今井 剛; 諫山 明彦; 岩瀬 誠; 春日井 敦; 近藤 貴; 草間 義紀; et al.
AIP Conference Proceedings 485, p.279 - 287, 1999/09
最近のJT-60Uにおける高周波実験の成果を報告する。低域混成波(LHCD)では、閉じ込めの良い負磁気シア配位を、4.7秒定常的に保持することに成功した。またLHCD単独による中心電子温度11keVを越える高温プラズマ加熱を確認した。イオンサイクロトロン波(ICRF)では、負磁気シア配位での、ICRFによる高速イオンの閉じ込め減少の原因を明らかにするとともに、粒子補給の少ない状態での負磁気シア特性を調べた。電子サイクロトロン波(ECH)では、大型トカマクとして初めて、入射に成功するとともに、局所加熱制御及び中心加熱において、5.5keVの高温プラズマ加熱に成功した。
岩瀬 誠; 小出 芳彦; 飛田 健次; 森山 伸一; 竹永 秀信; 藤田 隆明; 白井 浩; 草間 義紀; 根本 正博; 及川 聡洋; et al.
Proc. of 13th Topical Conf. on Applications of Radio Frequency Power to Plasmas, p.116 - 119, 1999/04
ICRF加熱の電子加熱と低粒子補給効果を利用して負磁気シア(RS)プラズマの内部輸送障壁(ITB)の維持に関する研究が行われた。NBI加熱によって生成されたITBを有するRSプラズマを少数イオン第二高調波ICRF加熱で追加熱し、ITBプラズマの維持を試みた。又、ICRF加熱中のNBI加熱パワーを放電ごとにスキャンして、電子加熱及び粒子補給量に対するITBの依存性を調べた。これらの実験結果から以下のことが分かった。(1)電子温度分布における急峻な勾配は電子加熱パワーの割合と共に大きくなる。(2)中心粒子補給量が少ない場合、電子密度のペデスタルは維持できない。更にITB内側のグローバルな閉じ込め解析を行った結果から以下のことが分かった。(1)ITB内側粒子閉じ込め時間は、粒子補給量と共に増加する。(2)少粒子補給時には急峻な電子温度勾配が存在するにも関わらず、粒子閉じ込め時間は通常の正磁気シア放電と同程度である。(3)この少粒子給時には粒子閉じ込めが劣化しているにも関わらず、ITB内側のエネルギー閉じ込め時間の改善は維持されている。
草間 義紀; 木村 晴行; 根本 正博; 濱松 清隆; 飛田 健次; 及川 聡洋; Afanassiev, V. I.*; 森岡 篤彦; 藤田 隆明; 小出 芳彦; et al.
Plasma Physics and Controlled Fusion, 41(5), p.625 - 643, 1999/00
被引用回数：5 パーセンタイル：20.1(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uの負磁気シアプラズマにおいて、イオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)加熱による高エネルギーイオンテイルの形成と高エネルギーイオンの閉じ込め特性について調べた。負磁気シアプラズマでは高エネルギーイオンの閉じ込めが悪く、テイルも形成されにくいことが中性粒子測定から示唆された。一方、テイルの蓄積エネルギーは、正磁気シアプラズマと同程度であった。モンテカルロコード(OFMC)を用いた評価から、負磁気シアプラズマではテイルイオンの小半径方向の分布が正磁気シアに比べて3倍程度広いことが明らかとなった。その結果、正磁気シアプラズマと同程度の蓄積エネルギーを有すると考えられる。また、高周波加熱に特有なドップラーシフトによる高周波吸収層の外側へのわずかな移動が、蓄積エネルギーに大きな影響を与えることも明らかとなった。
草間 義紀; Fu, G. Y.*; Kramer, G. J.*; 三枝 幹雄*; 及川 聡洋; 小関 隆久; 森山 伸一; Tchernychev, F. V.*; 根本 正博; 近藤 貴; et al.
Plasma Physics and Controlled Fusion, 41(9), p.1167 - 1177, 1999/00
被引用回数：5 パーセンタイル：20.1(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uプラズマのイオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)加熱時に、周波数が525~550KHzでトロイダルモード数が3-7の磁場揺動(モード)を観測した。このモードの発生に伴い、高エネルギーイオンの異常輸送を示す中性子発生率の低下が起こる。NOVA-Kコードを用いて解析した結果、このモードは安全係数が1の面で起こるアルヴェン固有モードの一種の楕円度励起アルヴェン固有モード(EAE)であることが明らかになった。ICRF加熱と同時に負イオン源中性粒子ビーム(N-NB)を入射するとEAEは安定化され、中性子発生率も低下しない。NOVA-Kコードを用いてEAEの安定性解析を行ったところ、N-NB入射イオンビームによるランダウ減衰でEAEが安定化できることが新たに明らかになった。
n eigenmodes and their impact on plasma characteristics in JT-60U草間 義紀; Nazikian, R.*; Kramer, G. J.*; 木村 晴行; 三枝 幹雄*; 小関 隆久; Fu, G. Y.*; 飛田 健次; 及川 聡洋; 篠原 孝司; et al.
Fusion Energy 1998, 2, p.537 - 544, 1998/10
JT-60Uでは、負イオン源中性粒子ビーム(NNB)入射で生成される高エネルギーイオンで
粒子を模擬し、アルヴェン固有モードの研究を進めている。高エネルギーイオンの体積平均値が0.1%程度と低い領域においても上記のモードが発生することを明らかにした。これは、磁気シアが弱いことによる。値が0.2%程度以上になるとアルヴェン固有モード領域にバースト的に発生をくり返すモードが現れ、わずか(数%)ではあるが高エネルギーイオンの損失を招く。また、アルヴェン固有モードは強い負磁気シアを持つプラズマでは安定化できることも新たに明らかになった。
木村 晴行; 草間 義紀; 三枝 幹雄*; Kramer, G. J.*; 飛田 健次; 根本 正博; 近藤 貴; 西谷 健夫; O.DaCosta*; 小関 隆久; et al.
Nuclear Fusion, 38(9), p.1303 - 1314, 1998/09
被引用回数：126 パーセンタイル：95.15(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおけるアルヴェン固有モード、高速イオンの閉じ込め、高速イオンの計測に関する最近の研究成果を発表する。負磁気シア放電では、輸送障壁に強い密度勾配が伴う場合はTAEモードは安定である。密度勾配がゆるいと、多数のTAEモードが安全係数のピッチ極小点付近に現れ、かつ大きな周波数変化(
f~90kHz)が見られる。低q正磁気シア放電ではTAEモードの位置が電流分布の時間発展に伴い、q=1面の外側から内側へと変化する。q=1面の内側に多数の高nモードが存在するときのみMeVイオンの個数が顕著に減少する。負磁気シア放電では、トリトンの燃焼率がかなり劣化する。軌道追跡モンテカルロ計算によれば、トリトンの損失増大の原因はリップル損失である。負磁気シア放電のICRF加熱時の高速イオンの蓄積エネルギーは正磁気シア放電に匹敵する。その他、MeV中性子分析器、線計測等の開発成果を述べる。
草間 義紀; 木村 晴行; 小関 隆久; 三枝 幹雄*; Kramer, G. J.*; 及川 聡洋; 森山 伸一; 根本 正博; 藤田 隆明; 飛田 健次; et al.
Nuclear Fusion, 38(8), p.1215 - 1223, 1998/08
被引用回数：41 パーセンタイル：76.58(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60UのICRF加熱された負磁気シアプラズマにおいて、引き続いて起こる部分崩壊による密度分布の平坦化の後、トロイダルアルヴェン固有モード(TAE)が初めて観測された。周波数は90-120kHzで、トロイダルモード数は5~8であった。TAEモードの安定性をPPPLのNOVA-Kコードを用いて解析したところ、安定性は安全係数が最小値となる場所のすぐ内側のTAEギャップ構造に強く依存し、実験結果は理論予測と概ね一致することがわかった。中心部で弱い磁気シアを持つ放電において、周波数が急速に変化するモードがICRF加熱中に観測された。約150msの間に、周波数は30kHzか3110kHzに上昇した。この大きな周波数の変化を説明するには、現在の理論は不十分である。
根本 正博; 草間 義紀; Afanassiev, V. I.*; 濱松 清隆; 木村 晴行; 藤井 常幸; 森山 伸一; 三枝 幹雄
Plasma Physics and Controlled Fusion, 39(10), p.1599 - 1614, 1997/10
被引用回数：8 パーセンタイル：30.8(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uの中性粒子ビームとイオンサイクロトロン(ICRF)波による複合加熱プラズマを用いて、ICRF波の高調波数に対するMeVエネルギーイオンの生成に関する初めての実験研究を行った。実験ではプラズマ形状とICRF波の周波数を一定とし、プラズマ放電毎のトロイダル磁場の変化によりプロトンに対する共鳴高調波数を2から4まで変化させた。80keVのビームイオンが1MeVまで加速されており、0.3-0.8MeVで定義したイオンエネルギースペクトルの傾き(テイル温度)は高調波数の増加と共に上昇した。この結果は解析コードによる計算結果と定性的に一致する。加速されたプロトンの蓄積エネルギーは高調波数よりも、プラズマへ吸収されるICRF波のパワーに強く影響している。その結果、第3および第4高調波での加速されたプロトンの蓄積エネルギーは第2高調波の場合の半分以下に留まっている。
and C
ions in fast proton neutralization in ICRF and combined ICRF/NBI-heated JT-60U plasmasAfanassiev, V. I.*; 草間 義紀; 根本 正博; 近藤 貴; Petrov, S. Y.*; Kozlovskij, S. S.*; 佐藤 稔; 森岡 篤彦; 塚原 美光; 西谷 健夫; et al.
Plasma Physics and Controlled Fusion, 39(10), p.1509 - 1524, 1997/10
被引用回数：21 パーセンタイル：58.77(Physics, Fluids & Plasmas)ロシア・ヨッフェ研究所との協力でJT-60Uに導入したアルファ粒子分析器を用いて、以下のことが明らかとなった。(1)検出器の水素粒子に対するエネルギー分解能及び中性子に対する検出感度は較正結果とほぼ一致した。(2)ヘリウムプラズマにおいては、ICRF加熱で生成される高速プロトンの中性子過程は、0.4MeV以下ではHe、0.6MeV以上ではCとの荷電交換が主である。(3)ICRFとNBIを用いた複合加熱時にビームの入射位置を変えると、HeとCの平均自由行程の違いから高速プロトンの中性化への寄与が変化し、中性粒子スペクトルに差が生じる。その他、ICRF加熱パワーを変えた場合及びプラズマ密度を変えた場合についても、高速プロトンの中性化におけるHeとCの役割について述べる。
-ray measurements in JT-60U近藤 貴; 草間 義紀; 木村 晴行; 三枝 幹雄; 藤井 常幸; 森山 伸一; 根本 正博; 飛田 健次; 森岡 篤彦; 永島 圭介; et al.
Journal of Nuclear Materials, 241-243, p.564 - 568, 1997/02
被引用回数：12 パーセンタイル：67.87(Materials Science, Multidisciplinary)JT-60Uにおいて、イオンサイクロトロン周波数領域(ICRF)加熱により核融合炉の高速イオンを模擬し、中性子(ボロンと高速イオンの反応による)およびガンマ線(
Bpp',
Cpp'反応による)計測により、高速イオンと第一壁の相互作用を調べた。その結果、鋸歯状波崩壊時に中性子信号中に、早い増加(約5ms)及び遅い増加(約100ms)の2つの特徴的な振舞いが観測された。小さい鋸歯状波の場合には、早い増加のみ観測されるのに対して、巨大鋸歯状波の場合には、これら2つの波形の重ね合せとなっている。早く増加する中性子信号は、損失高速イオンと第一壁との反応により発生したものとみなされる。一方、遅い増加の場合は、ガンマ線信号も増加していることから、鋸歯状波崩壊に伴う、ボロン不純物のプラズマへの流入により説明できる。
飛田 健次; 西谷 健夫; 原野 英樹*; 谷 啓二; 磯部 光孝*; 藤田 隆明; 草間 義紀; G.A.Wurden*; 白井 浩; 及川 聡洋; et al.
Fusion Energy 1996, Vol.1, p.497 - 505, 1997/00
核融合反応で生成した1MeVトリトンの燃焼率と中性粒子入射イオンの核融合反応を利用して、高エネルギーイオンの輸送と損失を調べた。通常の磁気シアと比べ、負磁気シアの配位では、トリトン燃焼率が低く(粒子損失がないと仮定した計算の10-60%)、高エネルギーイオンの閉じ込め特性が劣ることを実験で示した。軌道追跡モンテカルロコードを使った解析により、粒子損失の原因はリップル統計拡散と衝突リップル拡散であることを明らかにした。これらの結果は、負磁気シアの炉心プラズマを構想する際に、粒子を含めた高エネルギーイオンの損失に留意しなければならないことを示している。また、ITER相当の上下非対称リップルを持つプラズマにおいて高エネルギーイオンの損失を調べた。実験の結果、この上下非対称性は粒子損失に影響を与えないことがわかった。
木村 晴行; 森山 伸一; 三枝 幹雄; 草間 義紀; 小関 隆久; Kramer, G. J.*; 藤田 隆明; 及川 聡洋; 藤井 常幸; 根本 正博; et al.
Fusion Energy 1996, Vol.3, p.295 - 305, 1997/00
第2高調波少数イオンICRF加熱が負磁気シア配位プラズマに初めて適用され、輸送障壁の内部でプラズマを効率的に加熱できた。ICRF加熱による高エネルギーイオンの蓄積エネルギーは正磁気シア配位におけるものに匹敵する。TAEモードは負磁気シア配位において強い輸送障壁がある場合には安定であった。これはアルヴェン連続スペクトルのギャップが不整列となることで説明される。輸送障壁が弱まると比較的高いトロイダルモード数(5-8)のTAEモードが観測された。TAEモードの制御のためにトロイダル方向のプラズマ回転速度のシアの制御が有効であることが確認された。
