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論文

Development of active neutron NDA techniques for nuclear nonproliferation and nuclear security, 7; Measurement of DG from MOX and Pu liquid samples for quantification and monitoring

向 泰宣; 小川 剛; 中村 仁宣; 栗田 勉; 関根 恵; Rodriguez, D.; 高峰 潤; 小泉 光生; 瀬谷 道夫

Proceedings of INMM 57th Annual Meeting (Internet), 7 Pages, 2016/07

核不拡散用のアクティブ中性子非破壊測定技術開発の一環として、核分裂性核種($$^{239}$$Pu, $$^{241}$$Pu, $$^{235}$$U)の組成比を分析するために、3MeV超のエネルギーを有する遅発$$gamma$$線に着目した遅発$$gamma$$線分光(DGS)法の技術開発を行っている。DGS法の確認試験として、PCDFにおいて、Pu溶液及びMOX粉末試料を用いた遅発$$gamma$$線測定試験を下記の4段階で実施することを計画している。(1)自発核分裂性核種由来の遅発$$gamma$$線測定(パッシブ測定)、(2)速中性子利用による遅発$$gamma$$線測定(アクティブ測定)、(3)DGSI(試料中の自発核分裂性核種由来の中性子作用による遅発$$gamma$$線)測定(パッシブ測定)、(4)熱中性子利用による遅発$$gamma$$線測定(パッシブ測定)。本報告では、PCDFで実施する核物質試料を用いたDGS試験計画について報告する。※本件は、今回のINMMにて開催される核不拡散用アクティブ中性子非破壊測定技術開発(実施窓口:ISCN)のシリーズ発表(全7件)のうち、ISCNから発表の依頼を受け、PCDFで実施する核物質試料を用いたDGS測定試験の目的及び具体的な試験方法について報告するものである。

論文

CT injection experiment in JFT-2M

小川 宏明; 小川 俊英; 都筑 和泰; 川島 寿人; 河西 敏*; 柏 好敏; 長谷川 浩一; 鈴木 貞明; 柴田 孝俊; 三浦 幸俊; et al.

Fusion Science and Technology, 49(2), p.209 - 224, 2006/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:71.24(Nuclear Science & Technology)

JFT-2Mでは、コンパクト・トロイド(CT)入射による先進的燃料補給法の開発を進めてきた。JFT-2Mの実験において、初めてHモードプラズマ中にCTを入射することに成功し、Hモードとの両立を確認した。その際の粒子補給効率として最大40%を得た。また、トカマク中でのCTの上下方向のシフトや反射といったトカマク磁場との相互作用に起因するCTの挙動を実験的に解明した。さらにCT入射直後に発生する磁気揺動の解析から、この揺動がCT磁場とトカマク磁場との磁気リコネクションを通じた粒子解放過程に関連することを明らかにした。同時に、入射装置の改良によるCTパラメータ(密度,速度)の向上や湾曲輸送管を用いたCT輸送実験を行い大型装置に適用する際の技術開発を進めた。

論文

High performance tokamak experiments with a ferritic steel wall on JFT-2M

都筑 和泰; 木村 晴行; 川島 寿人; 佐藤 正泰; 神谷 健作; 篠原 孝司; 小川 宏明; 星野 克道; Bakhtiari, M.; 河西 敏; et al.

Nuclear Fusion, 43(10), p.1288 - 1293, 2003/10

 被引用回数:34 パーセンタイル:24.33(Physics, Fluids & Plasmas)

JFT-2Mでは、原型炉のブランケット構造材料の候補である低放射化フェライト鋼とプラズマとの適合性を調べる実験を進めてきている。昨年度にはフェライト鋼内壁を真空容器内に全面的に設置する作業を行い、今年度より実験を開始している。プラズマ生成,制御は問題なく行われ、金属不純物の放出も検出限界以下であった。改善閉じ込め(Hモード)も実現され、そのしきいパワーもこれまでと同等であった。プラズマ安定性に関してもこれまでの所悪影響は観測されておらず、規格化$$beta$$が3を超える放電との共存性も示された。高速イオンのリップル損失に関しても顕著な低減が実証された。以上のように、フェライト鋼の悪影響は小さく、有望な結果を得ている。JFT-2Mでは、その他にも先進的、基礎的な研究を行っている。先進的粒子供給手法であるコンパクトトロイド(CT)入射実験においては、再現性よくプラズマ中へ入射が行われ、CT入射に伴う密度の急上昇が初めて明確に観測された。

論文

Behavior of compact toroid injected into an external magnetic field

永田 正美*; 福本 直之*; 小川 宏明; 小川 俊英; 上原 和也; 新美 大伸*; 柴田 孝俊; 鈴木 喜雄; 三浦 幸俊; 粥川 尚之*; et al.

Nuclear Fusion, 41(11), p.1687 - 1694, 2001/11

 被引用回数:12 パーセンタイル:56.34(Physics, Fluids & Plasmas)

コンパクトトロイド(CT)プラズマと外部磁場及びトカマクプラズマとの相互作用をJFT-2M並びにFACT装置を用いて実験的に研究した。JFT-2Mにおいて高速カメラによりCTプラズマの垂直方向のシフトを観測した。またダブルプローブ計測によりBe=1.0~1.4Tの範囲では、JFT-2Mプラズマのセパラトリックス近傍にまでCTプラズマが到達しており、さらにその後につづくトレーリングプラズマと言われる低速低密度プラズマの存在を明らかにした。さらにCTの磁場とトロイダル磁場とのリコネクションに関連した大振幅の揺動を観測した。FACT装置における外部磁場印加時のトリフト管中の挙動の観測結果をもとに、垂直方向のシフトはガン電流と外部磁場とのローレンツ力によるものであり、またトレーリングプラズマの侵入は分極電流による制動力がホール効果により減衰することによることを明らかにした。

論文

Compact toroid injection as fueling in the JFT-2M tokamak

小川 俊英; 小川 宏明; 三浦 幸俊; 新美 大伸*; 木村 晴行; 柏 好敏; 柴田 孝俊; 山本 正弘; 福本 直之*; 永田 正義*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 290-293, p.454 - 458, 2001/03

 被引用回数:7 パーセンタイル:46.75

JFT-2Mではコンパクト・トロイド(CT)入射による燃料供給の研究を行っている。CT入射実験はシングルヌル・ダイバータ配位で、トロイダル磁場B$$_{T}$$=0.8~1.3T,プラズマ電流I$$_{p}$$=140~240kAの条件で行った。CT入射装置からトロイダル方向に67.5度離れた垂直方向の軟X線検出器アレイでCT進入の様子を観測した。B$$_{T}$$=0.8TではCT入射直後、OH及びNBI加熱プラズマ中で大半径方向に非対称な軟X線分布の形成を観測した。同時に50$$mu$$s程度継続する大振幅の磁気揺動($$geq$$100kHz)を観測した。CTの速度がプラズマ入射ではこれまでの最高の300km/sが得られ、この時の電子密度の上昇率は1.2$$times$$10$$^{22}$$m$$^{-3}$$/sに達した。これはこれまでの実験条件($$nu_{CT}$$~200km/s)で得られた値の約3倍に相当する。上記の条件ではCT入射直後に軟X線検出器の高磁場側端チャンネルを含むすべてのチャンネルに応答があった。同じトロイダル磁場強度では、より運動エネルギーの大きいCTほど進入が深く、またCTの進入が深いほどCT入射直後の線平均電子密度の上昇率が高くなることが明らかになった。

論文

Analysis of magnetic fluctuation induced by CT injection on JFT-2M

新美 大伸*; 小川 俊英; 小川 宏明; 福本 直之*; 木村 晴行; 三浦 幸俊; 柴田 孝俊; 永田 正義*; 谷津 茂男*; 宇山 忠男*; et al.

Proceedings of 2000 International Congress on Plasma Physics (ICPP 2000), Vol.3, p.768 - 771, 2000/00

CT入射時の磁気揺動解析により波動を同定することは、CTの挙動やトカマクプラズマ中に誘起される不安定性等を理解するうえで重要である。そこで真空磁場中及びトカマクプラズマ中にCTを入射した時に得られた磁気揺動に対して時間-周波数解析を行った。その結果、真空磁場中へ入射した場合及びCTが深く侵入していない場合では入射直後に100kHz程度のスペクトルが得られ、それが急速に減衰するのに対し、CTが深く侵入した場合には、緩やかにチャーピングする周波数変化が得られ、その周波数はコネクションレングスに対応した波長を持つアルヴェン波に近い値を示した。

報告書

Development of authentication system for the Fast Critical Assembly (FCA) Portal Monitor (P/M) and Penetration Monitor (PN/M) systems of JAERI

小川 弘伸; 向山 武彦

JAERI-Tech 99-041, 188 Pages, 1999/05

JAERI-Tech-99-041.pdf:10.42MB

日本原子力研究所の高速炉臨界実験装置施設FCAの統合型封じ込め・監視システムは、ポータル・モニターとペネトレーション・モニターの2つの相互に補完するシステムで構成されている。本システムの開発は1988年に完了し、1990年に国際原子力機関(IAEA)は、保障措置目標を達成するシステムとして受け入れた。ただし、本システムのデータ真正性の担保手段として、IAEAの独立したオーセンティケーション措置の具備を条件とした。オーセンティケーション・システムの開発は、日本原子力研究所、米国サンディア国立研究所とIAEAの3者共同により実施した。開発は2期に分けて行われ、第1期は独立にデータを収集する機器の開発を実施し、第2期においては収集したデータとFCA封じ込め・監視システムのデータとを自動比較するシステムの開発を実施した。

報告書

Development of compact surveillance and monitoring system, COSMOS

小川 弘伸; 向山 武彦

JAERI-Tech 99-035, 106 Pages, 1999/03

JAERI-Tech-99-035.pdf:5.11MB

日本原子力研究所は、国際原子力機関(IAEA)の保障措置実施のために、小型ビデオ監視装置「COSMOS」を日本の対IAEA保障措置支援計画のもと、ソニー株式会社の協力を得て開発した。IAEAはこれまで、8mmフィルムを使用した2台のカメラからなるツイン・ミノルタを用いてきた。COSMOSは、この装置の代替機として開発し、一体化して小型軽量、録画容量3万シーン、バッテリーによる連続3ヶ月以上の運転、操作の容易さを達成した。本システムは録画ユニットとセットアップ・レヴューユニットからなり、録画ユニットはタンパー表示付ケース内メインフレームに、CCDカメラ・VTR、制御回路、映像メモリ、DCまたはAC電源の各モジュールで構成されている。1993年8月にIAEAはCOSMOSを査察機器として承認し、90台を使用している。

報告書

Development of integrated containment and surveillance system for fast critical facility FCA; Portal and penetration monitors

向山 武彦; 小川 弘伸; 横田 康弘*

JAERI-Research 98-001, 76 Pages, 1998/01

JAERI-Research-98-001.pdf:2.97MB

日本原子力研究所の高速炉臨界実験施設FCAは、保障措置上非常に機微な金属ウランや金属プルトニウムを保有する。このために高頻度で直接検認する査察を実施しているが、国際原子力機関(IAEA)及び国(科学技術庁)と施設の3者に大きな負担となっている。査察に係わるマンパワーと被曝の増加及び実験に対する制約を、効果的・効率的に軽減することを目的として1979年に本システムの開発を開始した。本システムは、ポータル・モニタとペネトレーション・モニタの互いに補完する2つのモニタで構成されている。システムの開発は1988年に完了、引き続いて12ヶ月の現地認証試験を実施した。1990年1月のIAEA最終報告書は、保障措置上の目標を達成する査察機器として受諾した。但し、データ真正性の担保手続きを条件とした。

報告書

FCA炉室封じ込め/監視システム

小川 弘伸; 横田 康弘*; 向山 武彦

JAERI-Research 94-026, 199 Pages, 1994/11

JAERI-Research-94-026.pdf:4.97MB

日本原子力研究所の高速炉臨界実験装置施設(FCA)は、実験上の必要性から高濃縮・高純度の金属ウランや金属プルトニウムの燃料を保有する保障措置上非常に機微な施設である。この為高頻度の査察が実施され、査察に係る人員と被曝の増加及び実験に対する制約は、国際原子力機関(IAEA)及び国(科学技術庁)と施設側の双方に大きな負担となっている。これらの負担を減らす効果的な対応策として、査察目標を損なう事無く、査察頻度を減少させる事の出来る封じ込め/監視(C/S)システムを開発した。本システムは、炉室出入口に設置した金属検知器を有するポータル・モニタと炉室内活動及び炉室容器内壁を監視し同時に封印による封じ込めとを組合わせたペネトレーション・モニタより構成されている。本報告書は本システムのハード及びソフトウェアについて詳述した。

報告書

コンパクト・サーベイランス・システムCOSMOSフェイズ9; 機能とその取扱い

小川 弘伸; 貞松 幸男*

JAERI-M 93-217, 53 Pages, 1993/11

JAERI-M-93-217.pdf:1.12MB

コンパクト・サーベイランス・システムCOSMOS(COmpact Surveillance and MOnitoring System)は、国際保障措置における映像監視装置として開発したものであり、8mmVTRを母体とした映像記録装置である。COSMOSはバッテリィ駆動により、5分間隔で3ヶ月にわたり静止画像を3万枚記録することができる。これまで国際原子力機関(IAEA)では、映像監視装置として8mmフィルム撮影機を用いたTwin・Minoltaを使用してきた。しかしながら8mmフィルム・撮影機の生産停止に伴ない、日本原子力研究所は日本政府の対IAEA支援計画(JASPAS)の一環としてTwin・Minoltaの後継機としてCOSMOSを開発した。COSMOSの性能の概略を述べ、その取扱いおよび操作方法について詳述した。

論文

小型ビデオ監視装置COSMOSの開発

向山 武彦; 小川 弘伸

第14回核物質管理学会年次大会論文集, p.138 - 145, 1993/00

IAEA保障措置に用いる映像監視装置として8mmVTRを用いた、小型監視装置COSMOSを開発した。本年8月にIAEA機器としての採用が正式に決った。本報告においては、開発の目的、装置の機能、構成、技術開発課題について述べ、さらにIAEAと原研が行った信頼性試験の内容、結果について報告する。

論文

FCA C/Sシステム用シミュレータの開発とその利用

小川 弘伸; 向山 武彦

第11回核物質管理学会年次大会論文集, p.83 - 90, 1990/06

FCA C/Sシステムの開発を進める中で、システムの機能をシミュレーションし、システム・ソフトウェアの解析や査察者(IAEA及びNSB)の訓練に使用することを目的としたシミュレータの開発とその利用について紹介したものである。内容は、FCA C/Sシステムの開発経緯、FCA C/Sシステムの概要、システム・シミュレータの開発、システムシミュレータ活用の利点より成る。

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