Investigation of compatibility of low activation ferritic steel with high performance plasma by full covering of inside vacuum vessel wall on JFT-2M

都筑 和泰; 篠原 孝司; 神谷 健作; 川島 寿人; 佐藤 正泰; 栗田 源一; Bakhtiari, M.; 小川 宏明; 星野 克道; 河西 敏; et al.

Journal of Nuclear Materials, 329-333(1), p.721 - 725, 2004/08

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2004.04.184

低放射化フェライト鋼は核融合原型炉のブランケットの有力な候補材料であるが、強磁性体であり不純物の吸蔵量も大きいことから高性能プラズマとの共存性の実証が不可欠である。JFT-2Mにおいては、原研炉のブランケット壁を模擬するため、真空容器の内壁全面にフェライト鋼を設置し、適合性試験を行っている。プラズマ生成,制御に関しては、フェライト鋼によって生成される磁場が、外部磁場の10%程度であることを示し、トカマクプラズマが既存の制御系で生成可能であることを示した。さらに、原型炉においても、制御に対する影響はJFT-2Mと同程度と予測されることを示した。また、原型炉で想定されている高規格化ベータプラズマに対する適合性を調べる実験を行い、フェライト鋼壁の存在下でも壁無しの安定化限界に近い、規格化ベータ3.3程度のプラズマが生成できることを実証した。この配位をベースにしてプラズマを全体的に弱磁場側の壁に近付けたところ、ディスラプション直前のモードの成長速度が壁の時定数程度(数ms)まで低減した。これは壁安定化効果の存在を示唆する。その他、低ベータでのロックトモード,Hモード遷移等にも悪影響は観測されておらず、フェライト鋼の原型炉への適用に対し、明るい見通しを与える結果が得られた。

ELM energy and particle losses and their extrapolation to burning plasma experiments

Loarte, A.*; Saibene, G.*; Sartori, R.*; Becoulet, M.*; Horton, L.*; Eich, T.*; Herrmann, A.*; Laux, M.*; Matthews, G.*; Jachmich, S.*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 313-316, p.962 - 966, 2003/03

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(02)01398-3

Type I ELMによる熱流束はダイバータの損耗に大きく影響し、ITERの設計における大きな研究課題である。JET,DIII-D,ASDEX-U,JT-60Uから得られたType I ELM発生時の蓄積エネルギー,周辺ペデスタル部の温度,密度の変化のデータベースをもとに、ELM熱流(エネルギー損失量)のスケーリングを考察し結果をまとめた。(1)ELM熱流は、ペデスタルの衝突率の増加,磁場シアにより減少する。またELM粒子流は、おもにELMにより影響される領域の幅に比例し増減する。(2)JETとDIII-Dにおいて、ELM発生時、ペデスタルでの温度の減少が無い対流輸送的な小さなELM熱流が観測された。(3)ELM熱流束のダイバータへの照射時間は、ELM発生時間に依存せず、境界層でのイオン輸送時間に比例する。さらに、ELM熱流と粒子流のITERにおける予想について議論を行う。

AC loss performance of the 100kwh SMES model coil

浜島 高太郎*; 花井 哲*; 和智 良裕*; 嶋田 守*; 小野 通隆*; Martovetsky, N.*; Zbasnik, J.*; Moller, J.*; 高橋 良和; 松井 邦浩; et al.

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 10(1), p.812 - 815, 2000/03

https://doi.org/10.1109/77.828355

100kwh SMESモデルコイルの交流損失特性を原研の試験装置及び、米国ローレンス・リバモア国立研究所の試験装置を用いて試験し、両結果はほぼ一致した。長時定数の結合損失の存在も確認した。改良導体として、CuNi被覆素線を用いた導体で小コイルを製作し、結合損失を1/6まで減少することができた。また、小コイルでは長時間の時定数は測定されなかった。

Spin-resolved core-level photoemission spectra of ferromagnetic nickel

斎藤 祐児; 菅 滋正*; 柿崎 明人*; 松下 智裕*; 今田 真*; 大門 寛*; 小野 寛太*; 藤沢 正美*; 木下 豊彦*; 石井 武比古*; et al.

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 78, p.329 - 332, 1996/05

https://doi.org/10.1016/S0368-2048(96)80091-0

強磁性体ニッケルの3pおよび3s内殻準位とMVVオージェ電子とスピン分解光電子分光で調べた。内殻準位については、多重項をとり入れた不純物アンダーソンモデルに基づき解釈することができた。オージェ電子については従来の予想に反して正のスピン偏極度が観測された。また、本構造により高エネルギー側にも正のスピン偏極度が観測された。主に3d終状態と考えられていた主構造は、3dと3d終状態が強く混成していることがわかった。主構造より高エネルギー側の正のスピン偏極度は、大きくスピン偏極した2次電子励起に由来するという解釈を初めて行った。

Fabrication of superconductor for the DPC-TJ coil

青木 伸夫*; 大垣 後久*; 野口 一朗*; 向 博志*; 嶋田 守*; 浜島 高太郎*; 中山 茂雄*; 藤岡 勉*; 高橋 良和; 安藤 俊就; et al.

Cryogenics, 33(6), p.581 - 585, 1993/00

https://doi.org/10.1016/0011-2275(93)90113-3

核融合炉用大型高性能超電導コイル開発の一環として、特に大電流大型高磁界コイルの高電流密度化を目指し、DPC-TJコイルが製作され、試験・評価された。本論文では、DPC-TJコイルに用いられた高性能超電導導体の製作について述べる。本導体はケーブル・イン・コンジット方式強制冷凍型導体であり、12T-24kAの定格性能を有する。コイルに巻かれた導体としては世界最大容量の導体である。本導体を製作するに当たり、チューブ法(NbTi)Sn超電導線を採用することによって600A/mm-12Tという高い臨界電流密度性能を得たとともに、ロール・フォーミング方式によるケーブル・イン・コンジット導体の連続製造ラインを整備し、DPC-TJコイル用高性能導体を安定に製作することができた。

Effects of ergodization on plasma confinement in JFT-2M

荘司 昭朗; 玉井 広史; 三浦 幸俊; 森 雅博; 小川 宏明; A.W.Leonard*; T.Jensen*; A.W.Hyatt*; A.M.Howald*; Fuchs, G.*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 196-198, p.296 - 300, 1992/00

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(06)80049-8

JFT-2Mでは、外部コイル(EML)からヘリカル磁場成分を加えることにより、プラズマ閉じ込めを改善する実験を行っている。これまで比較的広いモードスペクトラムを持つEMLコイルにより、Hモード時の密度上昇の抑制等を行うことができている。さらに最近、よりシャープなモードスペクトルを持つEMLコイルを設置し、閉じ込めの制御に最適な磁場構造を明らかにする実験を行っており、それらの結果について報告する。

DPC-TJ用超電導導体の製作

青木 伸夫*; 大垣 俊久*; 野口 一朗*; 向 博志*; 嶋田 守*; 浜島 高太郎*; 中山 茂雄*; 藤岡 勉*; 高橋 良和; 安藤 俊就; et al.

低温工学, 27(3), p.221 - 225, 1992/00

https://doi.org/10.2221/jcsj.27.221

核融合炉用大型高性能超電導コイル開発の一環として、特に大電流大型高磁界コイルの高電流密度化を目指し、DPC-TJコイルが製作され、試験・評価された。本論文では、DPC-TJコイルに用いられた高性能超電導導体の製作について述べる。本導体はケーブル・イン・コンジット方式強制冷凍型導体であり、12T-24kAの定格性能を有するコイルに巻かれた導体としては世界最大電流容量の導体である。本導体を製作するにあたり、チューブ法(NbTi)Sn超電導線を採用することによって600A/mm-12Tという高い臨界電流密度性能を得たとともに、ロール・フォーミング方式によるケーブル・イン・コンジット導体の連続製造ラインを整備し、DPC-TJコイル用高性能導体を製作することができた。

改善ダイバータ閉じ込め・ダイバータ特性

辻 俊二; 中村 博雄; 吉田 英俊; 嶋田 道也; 伊丹 潔; 西谷 健夫; 久保 博孝; 福田 武司; 杉江 達夫; 清水 勝宏; et al.

核融合研究, 65(SPECIAL ISSUE), p.243 - 260, 1991/03

JT-60のダイバータ実験においては外X点ダイバータと下X点ダイバータを用いてダイバータ特性の研究が行われた。粒子排気、熱除去、不純物制御などのダイバータ機能が20MW以上の加熱条件下で実証された。また下X点配位においてイオンのVBドリフトが下向きである場合に、改善ダイバータ閉じ込めという新しい放電モードが発見された。この放電モードにおいてはエネルギー閉じ込めが20%改善され、ダイバータの放射冷却パワーが入力パワーの50%に達した。このように高パワーの放射冷却が大型トカマクで世界で初めて実証できたことは、次期装置の最大の課題であるダイバータの高熱負荷の問題解決の端緒をつかんだといえ、大変意義深い。

Injector design for the 8 GeV synchrotron radiation facility in Japan

原見 太幹; 横溝 英明; 大塚 英男; 島田 太平; 柳田 謙一; 益子 勝夫; 吉川 博; 鈴木 寛光; 椛澤 光昭*; 中山 光一*; et al.

Part. Accel., 33, p.1753 - 1758, 1990/00

科学技術庁で計画している8GeV大型放射光施設の入射系の設計について述べる。入射系は1GeVのライナックと繰り返し数1Hz、8GeVまで加速するシンクロトロン(周長396m)から成る。シンクロトロンは、レーストラック型のラティスで、8GeVで1.910m・radのナチュラルエミッタンスをもつ。このエミッタンスのビームでストレージリングに効率よく入射できる。

大型放射光施設シンクロトロンの基本設計,I

椛澤 光昭*; 中山 光一*; 原見 太幹; 島田 太平; 柳田 謙一; 横溝 英明

JAERI-M 89-109, 63 Pages, 1989/08

JAERI-M-89-109.pdf:1.2MB

1988年度に行った大型放射光施設入射系の予備的検討の中のシンクロトロンを中心に、高エネルギー電子・陽電子加速用セパレート・ファンクション型シンクロトロンの基本設計について述べる。シンクロトロンのリングには、入射・出射部分や、RFキャビティのように、ビーム・サイズを小さくしなければならない機器のために、分散を消去した直線部が必要である。このレポートでは、その分散の消し方から始めて、リング内の機器の仕様を決める重要なパラメータの計算を行う。同様に、入射出射部についても、外部軌道、バンプ軌道等の計算を行って、機器の仕様を決定する。

The Design of the 8 GeV synchrotron and the beam transport system

島田 太平; 椛澤 光昭*; 中山 光一*; 橋本 宏*; 原見 太幹; 鈴木 寛光

Proceedings of the 7th Symposium on Accelerator Science and Technology, p.305 - 308, 1989/00

現在兵庫県に建設計画中の8GeVストレージリングへの入射系ビームラインの検討を行なった。このビームラインは、1GeVライナック出口と8GeVストレージリングの入口をつなぐものである。このビームラインの途中にはシンクロトロンが配置され、ここでビームは1GeVから8GeVまで加速される。ビームライン途中でのビーム損失をできるだけ小さくするために、各部におけるビームパラメータのマッチングがとれるように設計した。