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論文

Design and Operating Experience of CECE D$$_{2}$$O Upgrader in Fugen

清田 史功; 北端 琢也; 二宮 龍児*; 泉類 詩郎*; 磯村 昌平*

Proceedings of International Conference on Global Environment and Advanced Nuclear Power Plants (GENES4/ANP 2003) (Internet), 7 Pages, 2003/00

「ふげん」の重水の同位体純度を保つために重水精製装置IIを導入した。同装置は、疎水性白金触媒を利用した気液分離型同位体交換反応ユニットを用いたわが国独自のものであるが、その初号機として設計どおりの性能を示すとともに1987年から2003年まで触媒交換をすることなく安定した運転実績を残した。この実績により、ITERプロジェクトにおけるトリチウム回収システムの候補としても注目されている。本装置の設計、運転実績について報告する。

論文

Fusion plasma performance and confinement studies on JT-60 and JT-60U

鎌田 裕; 藤田 隆明; 石田 真一; 菊池 満; 井手 俊介; 滝塚 知典; 白井 浩; 小出 芳彦; 福田 武司; 細金 延幸; et al.

Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.185 - 254, 2002/09

 被引用回数:28 パーセンタイル:48.48(Nuclear Science & Technology)

JT-60及びJT-60Uは、ITER及び定常トカマク炉実現へ向けた物理基盤を構築することを目的として、炉心級プラズマにおける高総合性能の実証とその維持を目指した運転概念の最適化を行って来た。等価核融合エネルギー増倍率(=1.25)や核融合積(=1.5E21 m-3skeV)の達成に加えて、高い総合性能(高閉じ込め&高ベータ&高自発電流割合&完全非誘導電流駆動)を実証した。これらは、内部及び周辺部に輸送障壁を持つ高ポロイダルベータHモード及び負磁気シアモードで得られた。最適化の鍵は分布及び形状制御である。多様な内部輸送障壁の発見に代表されるように、JT-60/JT-60U研究はプラズマ諸量の空間分布の自由度と制限を強調して来た。各閉じ込めモードの閉じ込め研究に加えて、輸送及び安定性等によって支配されるコア部及び周辺ペデスタル部のパラメータ相関を明らかにした。これらの研究により、高閉じ込めモードのITERへの適合性を実証するとともに残された研究課題を明らかにした。

論文

ITER物理R&Dの成果,8; 今後の展望

二宮 博正; 若谷 誠宏*; 玉野 輝男*; 芳野 隆治

プラズマ・核融合学会誌, 76(2), p.163 - 164, 2000/02

現在検討が進められているITERでは、高い非円形度と三角形度の導入、負磁気シア運転の採用等が計画されており、これに伴い物理R&D活動でも新たな研究課題が生じた。これらの研究課題について紹介するとともに、これに対応するため再編成された専門家グループの全体像とその構成を示す。

論文

Steady state high performance in JT-60U

鎌田 裕; 牛草 健吉; 閨谷 譲; 内藤 磨; 小関 隆久; 河野 康則; 芳野 隆治; 久保 博孝; 藤田 隆明; 石田 真一; et al.

IAEA-CN-60/A5-5, 0, p.651 - 661, 1995/00

電流分布と圧力分布の最適化によって、ELMのあるHモード(ELMy Hモード)におけるプラズマの総合性能が大きく進歩した。n$$_{D}$$$$tau$$$$_{E}$$Ti(0)=4-5$$times$$10$$^{20}$$m$$^{-3}$$skeVの高核融合積状態を最長で1.5秒維持することに成功した。また、ブートストラップ電流とNB駆動電流の和により、I$$_{P}$$=0.5MA~1MAでの完全電流駆動を達成すると同時に、規格化ベータ値~2.8-3.2、ポロイダルベータ値2.6~3及び閉じ込め改善度=2~2.5を維持することに成功した。これらの成果は、MHD安定性の向上によるものである。

論文

Non-inductively current driven H mode with high-$$beta$$$$_{N}$$ and high-$$beta$$$$_{P}$$ values in JT-60U

鎌田 裕; 牛草 健吉; 内藤 磨; 閨谷 譲; 小関 隆久; 飛田 健次; 石田 真一; 芳野 隆治; 菊池 満; 森 雅博; et al.

Nuclear Fusion, 34(12), p.1605 - 1618, 1994/00

 被引用回数:42 パーセンタイル:78.67(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uにおいて、電流分布のピーク化及び圧力分布の平坦化により、ベータ限界が大幅に上昇した。さらに、定常化性能を向上することに成功し、ELMのある準定常Hモードにて、$$beta$$$$_{P}$$~2.5-3、$$beta$$$$_{N}$$~2.5-3.1、H-factor~1.8-2.2を得た。この状態は、約1秒間続き、この間、ブートストラップ電流(60%)とNB駆動電流(40%)の完全電流駆動を達成した。この時プラズマ電流0.5MA、トロイダル磁場1.5Tである。

論文

ELMy H-mode with high $$beta$$$$_{N}$$ and high $$beta$$$$_{p}$$ in JT-60U

鎌田 裕; 牛草 健吉; 内藤 磨; 閨谷 譲; 石田 真一; 藤田 隆明; 芳野 隆治; 菊池 満; 森 雅博; 二宮 博正

Plasma Physics and Controlled Fusion, 36, p.A123 - A128, 1994/00

 被引用回数:30 パーセンタイル:71.07(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60UにおけるELMのあるHモードの報告を行う。特に、プラズマ電流分布、圧力分布、安全係数の制御により、ELMのある準定常Hモードにおいて、ポロイダルベータ値~3,規格化ベータ値~3,閉じ込め改善度(Hファクター)~2を維持することに成功した。また、この時、中性粒子入射電流駆動と、ブートストラップ電流の複合による完全電流駆動を達成した。

論文

Estimation of the JT-60U vessel current by a magnetic fitting code

松川 誠; 牛草 健吉; 閨谷 譲; 芳野 隆治; 二宮 博正

Fusion Engineering and Design, 23, p.341 - 349, 1993/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:28.77(Nuclear Science & Technology)

JT-60Uの真空容器は、一周抵抗が200$$mu$$$$Omega$$と小さく、そのため大きな誘導電流が流れる。プラズマ着火時やディスラプション時など大きな一周電圧が印加される場合に、この誘導による真空容器渦電流を無視しては、正確なプラズマ位置形状の同定は困難である。そこで、マグネティックフィッティングコードを、容器渦電流の分布をも含めて同定可能とし、JT-60Uに対して適用した。その結果、渦電流がプラズマ電流よりはるかに大きい場合でも正確なプラズマ位置形状の同定が可能となり、得られた結果は可視テレビとも良く一致することが確かめられた。論文では、垂直位置不安定性が顕著な場合なども含めて、プラズマと容器電流との相互作用について解析した結果を報告する。

論文

Softening of Current quenches in JT-60U

芳野 隆治; 閨谷 譲; 細金 延幸; S.W.Wolfe*; 松川 誠; 二宮 博正

Nuclear Fusion, 33(11), p.1599 - 1612, 1993/00

 被引用回数:33 パーセンタイル:72.19(Physics, Fluids & Plasmas)

ディスラプションにおける、プラズマ電流低減速度の緩和(低速化)と、逃走電子の抑制に関わる一般的手法の開発を目的として、JT-60Uダイバータプラズマにおける電流クウェンチを調べた。その結果、1)エネルギークウェンチ時の不純物発生の軽減、2)その不純物の主プラズマへの混入の抑制、及び、3)電流クウェンチ時の電子温度の高温化が、プラズマ電流低減速度を緩和するのに有効であることを明らかにした。具体的な手法としては、エネルギークウェンチ直前の蓄積エネルギーを下げることにより、不純物発生量を低減できること、実効安全係数を増大することにより、不純物の主プラズマへの混入を抑制できること、さらに、電流クウェンチ時のNB加熱により、電子温度の低減を抑制できることを示した。一方、逃走電子の発生は、エネルギークウェンチ直前の電子密度を増大することにより、回避できることを明らかにした。以上の結果を用いて、-6MA/sのプラズマ電流の急速低減を実証した。

論文

Plasma feedback control system design and the results of JT-60U

松川 誠; 二宮 博正; 堀池 寛; 細金 延幸; 芳野 隆治

Fusion Technology, 21(3), p.1624 - 1629, 1992/05

JT-60Uは、プラズマ電流の増大と重水素の使用により、より高いプラズマ性能を目指したものである。改造設計では、非円形度1.8のプラズマにおいても、垂直位置安定性を確保する必要から、高速に応答可能な電源が望まれる。しかし、電源における改造を最小限に抑えるためには、サイリスタ交換器を用いて良好なフィードバック制御特性を実現しなければならない。筆者らは制御周期を250$$mu$$sに高速化してプラズマ位置の安定化を行った。また、サイリスタ変換器におけるフィードフォワード的な電圧制御系を構成することで、制御周期毎に電圧制御と電流制御を切り換え可能とした。これにより、コイル保護性能の向上と、サイリスタ変換器のみによるプラズマ着火を実現した。本論文は、これらについての設計と、実験結果について述べるものである。

論文

Control of impurity and hydrogen-deuterium dilution by wall conditioning in JT-60U

嶋田 道也; 逆井 章; 芳野 隆治; 鎌田 裕; 久保 博孝; 杉江 達夫; 辻 俊二; 中村 博雄; 根本 正博; 小出 芳彦; et al.

Journal of Nuclear Materials, 196-198, p.164 - 167, 1992/00

 被引用回数:11 パーセンタイル:71.37(Materials Science, Multidisciplinary)

JT-60Uにおいては壁調整/洗浄の方法としてTDC、ヘリウムグロー。低密度放電、ディスラプティブ放電等を用いている。また壁温300$$^{circ}$$Cまでのベーキングが可能である。これまでに以下のことが明らかになった。(1)40時間のD$$_{2}$$TDCによって酸素不純物は半減した。(2)ヘリウムグロー放電導入によって酸素不純物は半減した。(3)ベーキング温度を300$$^{circ}$$Cから150$$^{circ}$$Cに低下させると酸素及び炭素不純物が1/4~1/3に低減した。(4)1時間のヘリウムグローによってダイバータ板の粒子リサイクリングが半減した。(5)水素による重水素希釈率H/H+Dは重水素TDCを1時間行うことにより0.6から0.3に半減し、500ショットの重水素放電の後0.1-0.2に落ちついた。

論文

JT-60 operation results after its modification for higher plasma current with single null open divertor

近藤 育朗; 堀池 寛; 閨谷 譲; 松川 誠; 安東 俊郎; 芳野 隆治; 新井 貴; 二宮 博正; 山本 正弘; 小池 常之; et al.

Proc. of the 14th Symp. on Fusion Engineering,Vol. 1, p.177 - 180, 1992/00

JT-60は大電流化の改造が行われ(JT-60U)、本年3月末に運転開始したが、今回の改造が、運転挙動にどう反映されているかについて報告する。真空容器は薄板二重構造多円弧型で応力集中を避ける設計となっているが6MAに近いプラズマがディスラプションを起こしたときの挙動をしっかりおさえておく必要がある。その他、C/C材ダイバータの熱集中とエロージョン、そのプラズマ特性への影響、真空容器にベローズがなくなったことによる変位発生のメカニズムの第一壁取付状態との関係、トロイダル磁場コイル補強後の挙動、排気系の半分を撤去したことによる特に放電洗浄に要する時間への影響等について実測データに基づいて評価を行う。

論文

JT-60におけるプラズマ放電制御

二宮 博正; 細金 延幸; 芳野 隆治; 牛草 健吉; 鎌田 裕; 菊池 満; 木村 豊秋; 栗原 研一; 辻 俊二; 内藤 磨; et al.

核融合研究, 65(SPECIAL ISSUE), p.13 - 26, 1991/03

トカマク装置のプラズマ電流、密度、閉じ込め特性、電流駆動領域等の運転領域の拡大は、プラズマ性能の向上のみならず、次期装置等設計に対するデータベースを提供する上からも重要である。JT-60におけるプラズマ電流領域拡大に於いては、ロックドモードが原因で発生するディスラプションによりI$$_{p}$$=2.4MA程度に制限されるが、中性粒子加熱によりこのモードを安定化できることを明確にした。また密度限界については、プラズマ周辺のパワーバランスで限界が決まっていることを明らかにした。

論文

Density control for getting stable discharges in JT-60 graphite wall experiment

芳野 隆治; 閨谷 譲; 二宮 博正; 細金 延幸; 中村 博雄; 新井 貴; 伊丹 潔; 西野 信博*; 佐藤 正泰; 福田 武司; et al.

Journal of Nuclear Materials, 162-164, p.527 - 532, 1989/00

 被引用回数:3 パーセンタイル:42.61(Materials Science, Multidisciplinary)

JT-60は、最近の実験においてプラズマ電流3.2MA(q$$_{4}$$(a)=2.2)及び線平均電子密度1.2$$times$$10$$^{20}$$/m$$^{3}$$を通常のガスパフとNBI高パワー加熱により得ている。この進展の理由として粒子サイクリングと不純物低減の観点より以下の2点が考えられる。1つは、リミター材及びアーマータイル材をTiC被覆Moよりグラファイトへ交換したことであり、これにより高パワー加熱下でもMoやTiのバースト的な混入が発生せずさらにZ$$_{eff}$$を低減することが出来た。他の1つは、真空容器壁湿度を~280゜の高温にしたことであり、これによりプラズマ密度の制御が可能となり、ディスラプション後のリカバリーも早くすることができた。

報告書

Energy confinement study in JT-60 initial heating experiment

細金 延幸; 秋場 真人; 栗山 正明; 宮 直之; 牛草 健吉; 芳野 隆治; 二宮 博正

JAERI-M 88-095, 19 Pages, 1988/05

JAERI-M-88-095.pdf:0.45MB

20MWまでの水素原子を使った中性子加熱を行った場合のJT-60ダイバータプラズマのエネルギー閉込め時間について、パラメータ依存性を調べた。放射損失が10%以下という低放射損失レベルのプラズマで得たデータを使用し、依存性を調べた。

論文

Large m=3/n=1 locked mode its stabilization

二宮 博正; 伊丹 潔; 閨谷 譲; 内藤 磨; 芳野 隆治

Nuclear Fusion, 28(7), p.1275 - 1281, 1988/00

 被引用回数:16 パーセンタイル:55.51(Physics, Fluids & Plasmas)

プラズマ電流立ち上げ中に、qが3を少し切ったあたりでm=3/n=1のlocked modeがJT-60において観測されている。

論文

The JT-60 central control system

近藤 育朗; 木村 豊秋; 米川 出; 栗原 研一; 高橋 実; 相川 裕史; 細金 延幸; 芳野 隆治; 二宮 博正; 川俣 陽一; et al.

Fusion Engineering and Design, 5, p.69 - 84, 1987/00

 被引用回数:9 パーセンタイル:67.55(Nuclear Science & Technology)

JT-60の制御系は、電源、本体、計測装置など各構成設備毎の制御系全体を総括する全系制御設備とからなる。

口頭

PrRu$$_4$$P$$_{12}$$の低温におけるミュオンスピン緩和

髭本 亘; 伊藤 孝; 二宮 和彦*; 東中 隆二*; 青木 勇二*; 佐藤 英行*

no journal, , 

充填スクッテルダイト構造を持つ物質PrRu$$_4$$P$$_{12}$$は、Prがどのような電子状態にあるかに興味が持たれ、多極子など多くの視点からの研究がなされている。最近極低温においては核スピンと4f電子の超微細相互作用を介した結合による複合状態が形成され、そのことが物性に大きな影響を与えていることが提案されている。われわれはミュオンスピン緩和測定を用いて極低温域のPrRu$$_4$$P$$_{12}$$の磁気的状態の研究を行い、ミュオンスピン緩和率が低温まで温度依存性を有することを見いだした。このことは上記複合状態の形成を示唆する可能性がある。

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