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論文

Thermally altered subsurface material of asteroid (162173) Ryugu

北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.

Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03

 被引用回数:30 パーセンタイル:96.87(Astronomy & Astrophysics)

2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300$$^{circ}$$Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200$$^{circ}$$Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。

論文

The Surface composition of asteroid 162173 Ryugu from Hayabusa2 near-infrared spectroscopy

北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; 松岡 萌*; et al.

Science, 364(6437), p.272 - 275, 2019/04

 被引用回数:233 パーセンタイル:99.74(Multidisciplinary Sciences)

小惑星探査機はやぶさ2のターゲット天体であるリュウグウは、始原的な炭素質物質で構成されていると考えられている。はやぶさ2に搭載された近赤外分光計(NIRS3)によって、天体の表面組成を得た。天体全体の観測で、弱く細い吸収が2.72ミクロンに確認され、OHを含む鉱物の存在を示している。弱いOH吸収と低いアルベドは熱やショックによって変質を受けた炭素質コンドライトに似ている。OHバンドの位置はほとんど一定であり、衝撃片の集合によって形成されたリュウグウは組成的に均質であることを示している。

論文

Irradiation history of Itokawa regolith material deduced from noble gases in the Hayabusa samples

長尾 敬介*; 岡崎 隆司*; 中村 智樹*; 三浦 弥生*; 大澤 崇人; 馬上 謙一*; 松田 伸太郎*; 海老原 充*; Ireland, T.*; 北島 富美雄*; et al.

Science, 333(6046), p.1128 - 1131, 2011/08

 被引用回数:125 パーセンタイル:95.35(Multidisciplinary Sciences)

はやぶさが回収した小惑星イトカワの岩石粒子中の希ガス同位体組成を測定した結果、月試料に匹敵する高い濃度の太陽風起源He, Ne, Arを確認した。これらの希ガス組成は繰り返されたインプランテーションと、イトカワ上のレゴリス粒子同士の摩擦によってHeに富んだリムの除去による選択的Heの損失によって説明可能である。イトカワ上のレゴリスの照射時間はわずか1000万年未満であり、小さな小惑星上の物質が容易に宇宙空間に散逸してしまうことを反映している。

論文

Selective transition to the closely-lying states Cs(7$$D$$$$_{3/2}$$) and Cs(7$$D$$$$_{5/2}$$) by femtosecond laser pulses

山田 秀尚; 横山 啓一; 寺西 慶哲*; 杉田 明宏; 白井 稔三*; 青山 誠; 赤羽 温; 井上 典洋*; 上田 英樹*; 山川 考一; et al.

Physical Review A, 72(6), p.063404_1 - 063404_5, 2005/12

 被引用回数:6 パーセンタイル:31.26(Optics)

量子制御による近接準位の超高速で精確な選択の実証を報告している。波形整形器で位相ロックされたフェムト秒パルス対を作り、これによってセシウム原子を基底状態からCs(7$$D$$$$_{3/2}$$)及びCs(7$$D$$$$_{5/2}$$)状態へ二光子吸収によって励起させているそれぞれのスピン-軌道状態からの蛍光検出によって、励起状態のポピュレーションを測定している。パルス対の位相差を制御することによって、精確な超高速選択が達成されている。パルスペアの遅延時間400フェムト秒以内の条件において、選択比の最小に対する最大の比は1000を超えている。

論文

Optimal control of ultrafast selection

横山 啓一; 寺西 慶哲; 戸谷 由起雄; 白井 稔三; 福田 祐仁; 青山 誠; 赤羽 温; 井上 典洋*; 上田 英樹; 山川 考一; et al.

Journal of Chemical Physics, 120(20), p.9446 - 9449, 2004/05

 被引用回数:6 パーセンタイル:18.8(Chemistry, Physical)

レーザーパルスの波形整形により近接準位への高速選択励起の制御を試みた。レーザーのスペクトル帯域幅よりも狭いエネルギー差を持つセシウム原子の7D5/2及び7D3/2状態に対して、閉ループ型の学習アルゴリズムを用いた波形整形により高選択性を示すパルス波形を見いだした。解析の結果、選択性は量子干渉効果により生じていることが明らかとなり、その有効性を証明できた。単純なパルス対による位相制御に比べて約30%選択比のコントラストが向上した。

論文

Current profile behavior during ramping-up phase in high bootstrap current tokamak plasmas

中村 幸治; 筒井 広明*; 武井 奈帆子*; 白井 浩; 杉原 正芳; Gribov, Y.*; 小関 隆久; 飛田 健次; 飯尾 俊二*; Jardin, S. C.*

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.6, p.196 - 198, 2004/00

超電導・先進トカマク炉に必要な遅い電流立上げシナリオを軸対称MHDシミュレーションによって調べた。正磁気シアから負磁気シア配位へと単調に遷移させる制御にもかかわらず、外部から駆動する非誘導電流と内部輸送障壁(ITB)で生じた自発電流との競合的リンクによって正磁気シアと負磁気シア分布の間を繰り返す自己組織的な回帰現象が起きることを示した。また、その物理機構とこれが起きる運転条件を明らかにした。さらに、回帰現象に伴う誘導電場や超電導コイルに生じるAC損失について、その影響を炉工学的観点から論じた。同時に、負磁気シア・プラズマに強い加熱を加えた際の電流ホール形成の可能性を調べ、炉の運転条件についての考察を行った。

報告書

JT-60Uにおけるプラズマパラメータ分布解析

白井 浩; 清水 勝宏; 林 伸彦; 板倉 洋文*; 高瀬 計三*

JAERI-Data/Code 2000-040, 214 Pages, 2001/01

JAERI-Data-Code-2000-040.pdf:7.89MB

JT-60Uプラズマにおける測定データを磁気面量として分布データに処理し解析する方法をまとめた。MHD平衡計算・登録ソフトFBEQUにおいて得られたMHD平衡は、データベースとしてショットごとに保存される。JT-60Uのポロイダル断面上の異なる幾何学的配置で計測される多数のプラズマ実験データは、実験データ時間断面モニターソフトSLICEにより、MHD平衡磁気面上にマッピングされ、体積平均小半径$$rho$$の関数に加工される。SLICEでマッピングされたデータは、フィッティングされた後、分布データベースファイルMAP-DBに保存される。さらに、SLICEはMHD平衡と自己無撞着なプラズマ電流解析コードACCOME、粒子軌道追跡モンテカルロ・コードOFMC、トカマクプラズマ予測解析コードシステムTOPICSの実行用データTOKRDを作成する。

論文

Particle confinement and transport in JT-60U

竹永 秀信; 永島 圭介; 逆井 章; 朝倉 伸幸; 清水 勝宏; 久保 博孝; 東島 智; 及川 聡洋; 白井 浩; 藤田 隆明; et al.

Nuclear Fusion, 39(11Y), p.1917 - 1928, 1999/11

 被引用回数:22 パーセンタイル:57.73(Physics, Fluids & Plasmas)

核融合炉においては出力制御のために十分な密度制御性を確保することが必要であり、そのためには粒子閉じ込め特性の把握が不可欠である。本論文ではNBIにより中心供給した粒子の閉じ込め時間と、リサイクリング及びガスパフにより周辺供給した粒子の閉じ込め時間を個別に取り扱う新しい手法を用いてELMyHモードプラズマにおけるセパラトリックス内のイオン総数に関するスケーリング則を導出した。また、スケーリング則と実験値の比較から負磁気シアプラズマでの粒子閉じ込め改善を定量的に評価した。さらに、粒子拡散係数と対流速度をヘリウムガスの変調入射実験で評価した。その結果、内部輸送障壁において、粒子拡散係数がその内側、外側領域に比べて1/5~1/6に減少していることを明らかにした。

論文

Role of divertor geometry on detachment and core plasma performance on JT60U

朝倉 伸幸; 細金 延幸; 伊丹 潔; 逆井 章; 櫻井 真治; 嶋田 道也; 久保 博孝; 東島 智; 清水 勝宏; 竹永 秀信; et al.

Journal of Nuclear Materials, 266-269, p.182 - 188, 1999/00

 被引用回数:65 パーセンタイル:96.68(Materials Science, Multidisciplinary)

JT-60Uにおけるオープン型ダイバータからW型ダイバータへの形状変化によるデタッチメントの発生とエネルギー閉じ込め特性への効果について調べた。(1)ダイバータ・デタッチメント時のプラズマ測定を精度よく行い、同じ主プラズマ密度でも、ダイバータで密度が増加し、温度から5eV程度まで低下することを観測した。(2)周辺部でのプラズマ流の方向について大型トカマクでは初めて測定した。放射損失分布の内外非対称性か、プラズマ流の方向に関係することを明らかにした。(3)ダイバータ部での粒子リサイクリングはW型が大きく、主プラズマ周辺部の粒子リサイクリングは、1/2程度に低下していることを観測した。ダイバータ部からの粒子の逆流を低減できた。(4)密度増加に伴いELMy Hモードの閉じこめ改善度は依然と同様低下する。W型改造により周辺部での中性粒子密度を1/2~1/3に低下できたが、閉じこめ改善効果は少ない。今後、ダイバータ部からの逆流やバッフル部からの粒子源を減少させることが必要である。

論文

Transport and loss of energetic ions in JT-60U

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、$$alpha$$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。

論文

Loss of fast tritons in JT-60U reversed magnetic shear discharges

飛田 健次; 原野 英樹*; 西谷 健夫; 藤田 隆明; 谷 啓二; 及川 聡洋; 白井 浩; 草間 義紀

Nuclear Fusion, 37(11), p.1583 - 1592, 1997/00

 被引用回数:26 パーセンタイル:64.76(Physics, Fluids & Plasmas)

負磁気シア放電では、プラズマ中心領域でのポロイダル磁場が弱いため、高速イオンの閉じ込め性能が悪化する恐れがある。実際に、JT-60Uの実験によって高速イオンの閉じ込めの劣化が明らかになった。負磁気シアにおけるトリトン燃焼率は、粒子損失が無いと仮定した計算の1/2から1/3であった。この結果は、負磁気シア放電では高速トリトンのかなりの割合がプラズマから逃げ出すことを示しており、負磁気シアに基づく定常トカマク炉ではMeV級の高速イオンの閉じ込めに留意する必要があることを示唆する。統計リップル損失及び衝突リップル損失が粒子損失の原因と考えられる。

論文

Study on ion-molecule reactions in the H$$_{3+}$$ system with the trajectory-surface-hopping model

市原 晃; 白井 稔三; 横山 啓一

Journal of Chemical Physics, 105(5), p.1857 - 1861, 1996/08

 被引用回数:38 パーセンタイル:78.04(Chemistry, Physical)

非経験的分子軌道計算(ab initio full configuration interaction calculation with a [8s6p2d1f] Gaussian type basis set)で得られたH$$_{3+}$$の3次元ポテンシャル面上でtrajectory-surface-hopping法を用いることにより、D$$^{+}$$+H$$_{2}$$、D$$^{+}$$+D$$_{2}$$、及びH$$^{+}$$+D$$_{2}$$衝突で生じる電荷移動及び粒子組み替え反応の断面積を計算した。ポテンシャル面間の非断熱的電子遷移の確率は、Landau-Zener-Stuckelberg近似に基づいて評価した。その結果、衝突エネルギーが2.5eVから5.0eVの範囲では、計算結果は実験値と定量的に一致することが確認された。

論文

Non-dimensional transport scaling and its correlation with local transport properties in JT-60U plasmas

白井 浩; 滝塚 知典; 菊池 満; 森 雅博; 西谷 健夫; 石田 真一; 鎌田 裕; 佐藤 正泰; 伊世井 宣明; 小出 芳彦; et al.

IAEA-CN-60/A2-17, 0, p.355 - 364, 1995/00

JT-60のジュール加熱及び中性粒子入射(NBI)加熱プラズマのデータを用い、無次元変数の関数形で蓄積エネルギーの熱化成分の比例則を確立した。その結果熱輸送比例則はボーム則とジャイロボーム則の中間になった。局所熱輸送解析の結果から、Lモードプラズマにおけるイオンの熱拡散係数はプラズマ電流、吸収パワーに強く依存し、電子の熱拡散係数はこれらにはほとんど依存しなかった。高$$beta$$$$_{P}$$モードプラズマにおけるエネルギー閉じ込め時間の改善はイオン熱拡散係数の軽減によるもので、電子の熱拡散係数はLモードプラズマと同程度だった。高$$beta$$$$_{P}$$モードプラズマにおいてNBI加熱中での蓄積エネルギーの熱化成分の改善(Lモードプラズマの蓄積エネルギー比例則との比較)は、最初はプラズマ中心部で、次にプラズマ周辺部で起こる。

論文

Experimental determination of non-diffusive toroidal momentum flux in JT-60U

永島 圭介; 小出 芳彦; 白井 浩

Nuclear Fusion, 34(3), p.449 - 454, 1994/00

 被引用回数:67 パーセンタイル:94.74(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uにおいて、中心及び周辺入射の接線中性粒子加熱ビームを用いてトロイダル方向の運動量輸送を調べる実験を行った。運動量束が拡散的と仮定して定常状態における運動量バランスを解析することにより、中心及び周辺入射の二ケースにおける運動量拡散係数の空間分布が極めて異なることが明らかになった。さらに、入射ビームを変動させることにより、トロイダル運動量についての非定常輸送解析を行った。この結果、トロイダル運動量束は大きな非拡散項を持つことが判明し、定常輸送解析で得られた拡散係数の空間分布の差異が非拡散的な運動量束の存在によるものであることが明らかになった。

報告書

実験データ時間断面モニターソフトSLICEの概要と利用手引

白井 浩; 平山 俊雄; 清水 勝宏; 谷 啓二; 安積 正史; 平井 健一郎*; 今野 智司*; 高瀬 計三*

JAERI-M 93-026, 97 Pages, 1993/02

JAERI-M-93-026.pdf:2.77MB

JT-60UおよびJFT-2Mの、異なる幾何学的配置で計測される多数のプラズマ実験データを磁気面関数にマッピングし、体積平均半径$$rho$$の関数に加工するソフト「SLICE」を開発した。実験データは「SLICE」を用いる事により、統合的に扱うことができる。「SLICE」はその豊富なコマンドにより、マッピングされたデータの加工が容易であり、線積分量として計測される物理パラメーターをアーベル変換処理する機能も併せ持っている。「SLICE」でマッピングされたデータは、フィッティングされた後データベースに保存すると共に、データベースからデータを読み込み、再表示・再加工することができる。さらに「SLICE」は粒子軌道追跡モンテカルロ・コード「OFMC」や、トカマクプラズマ予測解析コードシステム「TOPICS」の実行データを作成することができる。

論文

Toroidal momentum transport experiments on JT-60U

永島 圭介; 小出 芳彦; 白井 浩; 安積 正史

ISPP-14; Local transport studies in fusion plasmas, 0, p.75 - 80, 1993/00

JT-60Uにおいて、接線方向入射の中性粒子ビームを用いて、トロイダル方向の運動量の輸送実験を実施した。定常状態における運動量バランスを解析するために、中性粒子ビームをプラズマ中心及び周辺領域へ入射し、この時の運動量拡散係数を評価した。さらに、中性粒子ビームの入射を正弦波状に変動させた時の、トロイダル回転速度の応答を解析することにより、非拡散的な内向きの運動量フラックスが存在することが明らかになった。この非拡散的な運動量フラックスは、定常状態における運動量バランスから求まった拡散係数を理解する上で重要なものである。

報告書

ソース・プログラムの編集システム

清水 勝宏; 平山 俊雄; 白井 浩; 谷 啓二; 内藤 新司朗*; 安積 正史

JAERI-M 89-146, 53 Pages, 1989/10

JAERI-M-89-146.pdf:1.09MB

大規模なソース・プログラムを編集、管理する事を目的とした、汎用性のあるシステム(New Program Organization system)を開発した。NEWORGは、ソース・プログラム・パッケージから、モジュール相互の呼出し関係を解析し、必要なモジュールを選択し、ロード・モジュールを組み上げ、これを管理する機能をもつ。ユーザが会話形式で、コードの仕様を決めると、NEWORGはソース・プログラムから、ユーザの目的とするコンパクトなロード・モジュールを組み上げる。トカマク輸送コードの様な多種多様な目的仕様をもって開発された大規模なコードに適用する事で、これを標準化(Library化)する事が可能である。組み上げたロード・モジュールについての情報(作成日付、使用ルーチン名等)を、コード・スペック・データとして保存しているので、ロード・モジュールの管理が容易に行なえる。

論文

Study of impurity transport in ohmically and neutral beam heated divertor discharges in JT-60

小出 芳彦; 平山 俊雄; 杉江 達夫; 逆井 章; 久保 博孝; 赤岡 伸雄*; 西谷 健夫; 永島 圭介; 白井 浩; 竹内 浩; et al.

Nuclear Fusion, 28(10), p.1835 - 1844, 1988/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:26.49(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60のダイバーター放電における不純物輸送について調べた。その手法は、TiXIII(23.356$AA)$、TiXX(259.3$AA)$、TiXXI(resonance)の各不純物ラインの時間変化を1次元輸送計算の結果と比較し、輸送係数を求めるものである。

報告書

Experimental transport analysis code system in JT-60

平山 俊雄; 清水 勝宏; 谷 啓二; 白井 浩; 菊池 満

JAERI-M 88-043, 35 Pages, 1988/03

JAERI-M-88-043.pdf:1.03MB

オーミック、及び中性粒子入射により加熱されたJT-60のプラズマについて、粒子及びエネルギ・バランスにかかわる閉じ込め特性を解析するために、輸送解析コードが開発された。

論文

Energy confinement analysis of neutral beam heated JT-60 discharges

吉田 英俊; 清水 勝宏; 白井 浩; 飛田 健次; 草間 義紀; 久保 博孝; 小出 芳彦; 逆井 章; 福田 武司; 永島 圭介; et al.

15th European Conf. on Controlled Fusion and Plasma Heating, Vol. 12, Pt. 1, p.163 - 166, 1988/00

TiCコーティングMo壁からグラファイト壁(壁温200~300$$^{circ}$$C)に変更後、JT-60は高プラズマ電流及び高密度に運転領域が拡大された。本論文はグラファイト後の中性粒子加熱時のエネルギー閉じ込め特性について論じたものである。主たる結論は1).エネルギー閉じ込めはプラズマ電流を高める事と加速電圧を高める事により改善される。2).低加速電圧(40KV以下)ではビーム成分の蓄積エネルギー低下のため閉じ込め時間が劣化すると共に密度依存性を示す、3).電子温度分布は加速電圧の影響を受け、低加速電圧ではConvection損失のためr$$<$$a/2領域の分布が平坦になるものとみられる、4).中性粒子入射時のPower deposition分布とは無関係に電子温度分布が不変(Profile eonsistency)なのは、密度の上昇と共に電子の熱伝導係数が改善されている可能性がある、等である。

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