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論文

Progress of divertor simulation research toward the realization of detached plasma using a large tandem mirror device

中嶋 洋輔*; 武田 寿人*; 市村 和也*; 細井 克洋*; 大木 健輔*; 坂本 瑞樹*; 平田 真史*; 市村 真*; 池添 竜也*; 今井 剛*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 463, p.537 - 540, 2015/08

 被引用回数:15 パーセンタイル:5.53(Materials Science, Multidisciplinary)

A divertor simulation experimental module (D-module) with a V-shaped divertor target is installed in the west end-sell in GAMMA 10 large tandem mirror device, and a hydrogen plasma irradiation experiment to the target have been started to investigate radiation cooling mechanism on the target. A gas injection system is installed in the D-module and Langmuir probe and calorie meter array are mounted on the target plate. During the plasma irradiation, the highest electron density of 2.4 $$times$$ 10$$^{18}$$ m$$^{-3}$$ and a significant reduction of the electron temperature from a few tens of eV to 2 eV are achieved on the target plate by hydrogen and noble gas injection into the D-module.

論文

Development of divertor simulation research in the GAMMA 10/PDX tandem mirror

中嶋 洋輔*; 坂本 瑞樹*; 吉川 正志*; 大木 健輔*; 武田 寿人*; 市村 和也*; 細井 克洋*; 平田 真史*; 市村 真*; 池添 竜也*; et al.

Proceedings of 25th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2014) (CD-ROM), 8 Pages, 2014/10

In the large tandem mirror device GAMMA 10/PDX, a divertor simulation experimental module (D-module) with a V-shaped divertor target have been installed in the end-mirror. A massive gas injection of hydrogen and noble gases (argon and xenon) into the D-module during hydrogen plasma irradiation onto the target was performed, and plasma detachment from the target was investigated. Electron temperature measured by Langmuir probe array on the target was significantly reduced from a few tens of eV to $$<$$ 3 eV, and particle flux was also reduced. A bright H$$alpha$$ emission in the upstream region of the D-module and strong reduction near the target were observed by a two-dimensional image of H$$alpha$$ emission in the target observed with a high-speed camera. Molecular activated recombination (MAR) process is expected to contribute to the reduction of the electron temperature and the particle flux.

論文

Determination of the carbon ion beam irradiation condition for barley

飯牟礼 隆*; 保木 健宏*; 長谷 純宏; 野澤 樹; 鳴海 一成*; 木原 誠*; 大串 憲祐*

JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 109, 2014/03

To determine ideal condition of ion beam irradiation for barley grain, carbon ion beams with the LET (Linear Energy Transfer) of 127 (C-127) and 275 (C-275) KeV/$$mu$$m, were applied and the variation of the germination rate, initial plant growth, the survival rate by cultivars and by irradiation doses was observed. As a result, no difference was observed among six cultivars tested and the survival rates were gradually decreased as to the irradiation doses. It was suggested from the relationship between the irradiation doses and the survival rate that the ideal irradiation doses at which the survival rate was around 80% were 10 Gy and 4 Gy for C-127 and C-275 irradiation, respectively.

論文

Identified charged hadron production in $$p + p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 and 62.4 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review C, 83(6), p.064903_1 - 064903_29, 2011/06

 被引用回数:114 パーセンタイル:0.77(Physics, Nuclear)

200GeVと62.4GeVでの陽子陽子の中心衝突からの$$pi, K, p$$の横運動量分布及び収量をRHICのPHENIX実験によって測定した。それぞれエネルギーでの逆スロープパラメーター、平均横運動量及び単位rapidityあたりの収量を求め、異なるエネルギーでの他の測定結果と比較する。また$$m_T$$$$x_T$$スケーリングのようなスケーリングについて示して陽子陽子衝突における粒子生成メカニズムについて議論する。さらに測定したスペクトルを二次の摂動QCDの計算と比較する。

論文

Azimuthal correlations of electrons from heavy-flavor decay with hadrons in $$p+p$$ and Au+Au collisions at $$sqrt{s_{NN}}$$ = 200 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Aramaki, Y.*; et al.

Physical Review C, 83(4), p.044912_1 - 044912_16, 2011/04

 被引用回数:7 パーセンタイル:46.07(Physics, Nuclear)

重いフレーバーのメソンの崩壊からの電子の測定は、このメソンの収量が金金衝突では陽子陽子に比べて抑制されていることを示している。われわれはこの研究をさらに進めて二つの粒子の相関、つまり重いフレーバーメソンの崩壊からの電子と、もう一つの重いフレーバーメソンあるいはジェットの破片からの荷電ハドロン、の相関を調べた。この測定は重いクォークとクォークグルオン物質の相互作用についてのより詳しい情報を与えるものである。われわれは特に金金衝突では陽子陽子に比べて反対側のジェットの形と収量が変化していることを見いだした。

論文

Cu-Cr-Zr合金の強度特性に及ぼす熱処理条件の影響

青木 庄治*; 和田 正彦*; 山道 哲雄*; 毛利 憲介; 榎枝 幹男; 廣瀬 貴規; 鈴木 一彦

銅と銅合金, 45(1), p.125 - 130, 2006/08

ITERにおいてブランケット,ダイバータ等で代表されるITER真空容器内構造機器に使用される構造材料の一つとして、析出強化型銅合金であるクロムジルコニウム銅合金が検討されている。本合金は、溶体化処理と直後の焼き入れ冷却によりCr, Zrを過飽和固溶体化し、その後の時効処理により微細なCr, Zr系析出物を析出させる方法で、高強度を得ている。ブランケットの製作においては、析出強化済の本合金を部材としてそのまま使用するこれまでの使用方法とは異なり、強度の低下を招く高温下での異種材料接合処理を施す必要があるため、高強度を再び得るために新たにこれら一連の析出強化処理を製品に施す方法を採っている。しかし、製品であるがため焼き入れ速度の差異により本合金の強度が大幅に変化することが危惧されている。そこで、本研究では、本合金の性能を引き出すために必要となる熱処理条件を把握することを目的として、本合金における幅広い熱処理条件下での機械的特性及び導電率の特性変化の調査を実施した。具体的には、溶体化焼き入れ速度の条件を0.05K/s-141K/sで変化させ738Kの時効処理を施した試験片の各状態(溶体化時の過飽和固溶体化状態,時効時の時効析出状態)における導電率を測定するとともに引張試験により強度を測定した。その結果、溶体化焼き入れ速度が強度に極めて大きな影響を与えることが判明し、ブランケットの製品強度を保証するうえで溶体化焼き入れ速度の管理がいかに重要であるかが、改めて明確になった。

論文

Nitrogen-ion irradiation effect on Ba$$_{2}$$YCu$$_{3}$$O$$_{7}$$ superconductor

白石 健介; 伊藤 洋; 青木 康

Japanese Journal of Applied Physics, 30(1A), p.L25 - L27, 1991/01

 被引用回数:2 パーセンタイル:81.9(Physics, Applied)

焼結した単相のBa$$_{2}$$YCu$$_{3}$$O$$_{7-y}$$ペレットに室温で200keVの窒素イオンを0.3~6.0$$times$$10$$^{13}$$m$$^{-2}$$・s$$^{-1}$$の線束密度で2$$times$$10$$^{16}$$m$$^{-2}$$程度で順次照射し、電気抵抗の温度変化を四端子法で測定した。電流密度を25kA・m$$^{-2}$$より大きくして測定した超電導転移温度は上昇する。このようにして測定した転移温度の上昇が最も大きくなる照射量は、線束密度に関係なく、1$$times$$10$$^{14}$$m$$^{-2}$$程度である。すなわち、100kA・m$$^{-2}$$の電流密度で測定した転移温度は、照射前の86.5~87.1Kから、1.3$$times$$10$$^{13}$$m$$^{-2}$$・s$$^{-1}$$の線束密度で8.4$$times$$10$$^{16}$$m$$^{-2}$$まで照射すると90.9Kまで上昇する。この照射量は200keVの窒素イオン照射によるBa$$_{2}$$YCu$$_{3}$$O$$_{7}$$の臨界電流密度改善に最適な照射量に対応しているが、この照射によって生成する欠陥は3$$times$$10$$^{-6}$$dpaであり、試料中に入射イオンが留まらないような高エネルギーのイオン照射による臨界電流密度向上に最適な照射量より2~3桁小さい。

口頭

Cu-Cr-Zr合金に及ぼす加工熱処理条件の影響

羽田 一彦; 西 宏; 廣瀬 貴規; 毛利 憲介; 青木 庄治*; 和田 正彦*; 山道 哲雄*

no journal, , 

ITER真空容器内構造機器に使用される構造材料の一つとして、析出強化型銅合金であるCu-Cr-Zr合金の使用が検討されている。本合金は溶体化処理後の焼き入れによりCr-Zrを固溶体化しその後時効処理により微細なCr-Zr析出物を析出させ高強度を得ているが、析出強化型であることからこのときの加工熱処理条件,特に溶体化焼き入れ速度の差異により、大幅に強度特性が変化することが危惧されている。そこで、本研究では、溶体化焼き入れ速度の条件を変化させ、その後時効処理を施した後、引張試験により強度を測定し、本銅合金に及ぼす溶体化焼き入れ速度条件等の影響を調査した。その結果、溶体化焼き入れ速度に関して1$$^{circ}$$C/sと10$$^{circ}$$C/sの間で時効処理後の引張強さが顕著に変化することが判明した。これにより、本合金を材料のみならずHIP等により熱履歴過程を経て部材として製作され、強度部材として溶体化熱処理を施す必要のある場合には、溶体化焼き入れ速度の確認が製品強度を保証するうえで重要であることが明確になった。

口頭

Study on characteristics of dissimilar material joints for ITER first wall

西 宏; 毛利 憲介*; 榎枝 幹男; 谷川 尚; 鶴 大悟; 秋場 真人; 伊尾木 公裕*; Lowry, C.*; Pick, M.*

no journal, , 

ITERブランケットの第一壁は、プラズマ性能の向上と熱応力の緩和のためステンレス(SS)基板や冷却管にCuCrZr熱シンク材を接合し、Beをアーマー材とした異材接合材が使用されている。ITER機構を中心とし第一壁評価試験が接合技術を評価するため行われている。原子力機構では、熱間等方加圧法により第一壁評価試験体を製作し、材料強度試験及び非破壊試験を行った。異材接合材が外力や熱負荷を受けると、接合端では両材料の変形特性が異なるため応力は特異性を示し、非常に大きな応力が発生する。本論文ではBe/CuCrZrとSS/CuCrZr接合材の応力特異性と強度特性について論じた。引張試験の結果、Be/CuCrZr接合材では接合部に大きな応力集中が起こるため界面より破断した。しかしSS/CuCrZr接合材では界面から離れたCuCrZr部より破断した。これは両材の材料特性がほぼ等しいため界面に大きな応力集中が起こらないためであることがわかった。またSS/CuCrZr接合材ではシャルピー衝撃値がCuCrZr母材より非常に小さかったため弾塑性有限要素解析を行い、CuCrZr側にひずみが集中するため衝撃値が低下することを明らかにした。

口頭

オオムギ種子に対するイオンビーム照射条件の検討

保木 健宏*; 飯牟礼 隆*; 長谷 純宏; 野澤 樹*; 鳴海 一成*; 木原 誠*; 大串 憲祐*

no journal, , 

オオムギへのイオンビーム照射に関する報告例は少ない。本研究ではビール醸造用オオムギのミュータントパネルの構築、およびビール醸造品質に関与する遺伝子の変異個体取得を目指し、オオムギ種子に対するイオンビーム照射条件を検討することを目的とした。イオンビームとして、エネルギーの異なる2種類の炭素イオン(種子中の平均LET: 127keV/$$mu$$m(C-127)及び275keV/$$mu$$m(C-275))を用いた。イオンビーム照射後の発芽率および生存率等を調査した結果、生存率80%前後の処理区、つまりC-127は10Gy、C-275は4Gyが効率的な変異導入に適切な線量であると考えられた。本研究成果は日本原子力研究開発機構の先端研究施設共用促進事業によるものである。

口頭

GAMMA10/PDXにおけるエンド領域を活用した水素リサイクリング研究

坂本 瑞樹*; 大木 健輔*; 吉川 基輝*; 寺門 明紘*; 野原 涼*; 野尻 訓平*; 中嶋 洋輔*; 福本 正勝; 市村 和也*; 細田 甚成*; et al.

no journal, , 

GAMMA10/PDXでは、ミラー端部に設置したダイバータ模擬実験モジュールを用いて、境界プラズマの物理とプラズマ壁相互作用が調べられている。本研究では、モジュール内に設置したタングステン製のV字ターゲットに端損失プラズマを照射し、リサイクリングに対する水素ガス入射の影響とターゲット温度の影響を調べた。モジュールに入射する直前の電子密度と電子温度はそれぞれ3.0$$times$$10$$^{17}$$m$$^{-3}$$と10eVであったが、モジュール内に水素ガスを1.23Pa導入することで、V字ターゲットのコーナー部ではそれぞれ0.6$$times$$10$$^{17}$$m$$^{-3}$$と3eVに低下した。このことから、V字ターゲットのコーナー部では非接触プラズマが形成されていると考えられる。また、同部で測定したH$$_{alpha}$$とH$$_{beta}$$の強度比から評価すると、分子活性化再結合が発生している可能性が高い。さらに、V字ターゲットの温度上昇と共にコーナー部での電子密度とH$$_{alpha}$$信号強度の増加が観測された。これにより、ターゲットの温度上昇によってリサイクリングが増加する可能性が示唆された。

口頭

GAMMA10/PDXエンド部における非接触プラズマ形成とその特性評価

中嶋 洋輔*; 市村 和也*; 武田 寿人*; 岩元 美樹*; 細田 甚成*; 清水 啓太*; 大木 健輔*; 坂本 瑞樹*; 大野 哲靖*; 門 信一郎*; et al.

no journal, , 

GAMMA10/PDXでは、非接触プラズマの生成と特性評価を目的として、ダイバータ模擬実験モジュール内部に設置したV字ターゲットへのプラズマ照射実験を行っている。ダイバータ模擬実験モジュール内に水素または希ガス(アルゴンやキセノン)を入射することで、V字ターゲット前面での非接触プラズマの形成に成功した。このとき、V字ターゲットへの熱粒子負荷の減少を観測した。また、V字ターゲットのコーナー部で測定した電子温度が数十eVから3eVに低下した。この電子温度の低下は分子活性化再結合が原因である可能性が高い。また、非接触プラズマの形成には、モジュール内へ水素ガスとキセノンガスの両方を入射することが効果的であった。

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