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論文

Nuclear quantum effect on the dissociation energies of cationic hydrogen clusters

杉本 昌崇*; 志賀 基之; 立川 仁典*

Computational and Theoretical Chemistry, 975(1-3), p.31 - 37, 2011/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:11.31(Chemistry, Physical)

本論文では、原子核の量子統計的ゆらぎを考慮した第一原理分子動力学シミュレーションを用いて、一連の水素クラスター陽イオンH$$_3^+$$, H$$_5^+$$, H$$_7^+$$, H$$_9^+$$の解析を行った。その結果,クラスターの解離反応H$$_3^{+}$$(H$$_{2}$$)$$_{n}$$$$rightarrow$$H$$_3^{+}$$(H$$_{2}$$)$$_{n-1}$$+H$$_{2}$$に必要なエネルギーが5.4, 2.1, 3.2kcal/molと見積もられ、実験値と定性的に一致した結果が得られた。解析の結果、水素クラスター解離過程は、量子的な零点振動とその非調和性の影響を強く受けることがわかった。以上、本計算手法を用いると、同位体を有する化合物の化学反応における同位体効果が計算可能であり、原子力材料シミュレーション研究の高度化に資する成果である。

論文

Development of fusion nuclear technologies at Japan Atomic Energy Research Institute

関 昌弘; 山西 敏彦; 洲 亘; 西 正孝; 秦野 歳久; 秋場 真人; 竹内 浩; 中村 和幸; 杉本 昌義; 芝 清之; et al.

Fusion Science and Technology, 42(1), p.50 - 61, 2002/07

 被引用回数:5 パーセンタイル:34.65(Nuclear Science & Technology)

原研における核融合炉工学の長期的開発の進展状況を発表する。トリチウム取扱・処理システムにおいては、ITER及び原型炉に必要なシステムの構成要素機器の基盤技術開発が進み、統合システムの1ヶ月にわたる連続運転に成功した。DT炉内で使用された機器の表面からトリチウムを効果的に除去する方法として、波長193nmの紫外線レーザを用いる技術が開発された。ブランケットについてはITER用テスト・ブランケット・モジュール及び原型炉用先進的ブランケットの開発が進んだ。本ブランケットではトリチウム増倍材としてLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$,構造材料として低放射化鋼F82Hを用いている。F82H鋼については、50dpaの中性子照射と摂氏200度から500度の範囲における機械的強度が明らかとなった。さらに原型炉を目指した候補材料に100から200dpaでの中性子照射試験を行うため国際核融合材料照射施設(IFMIF)の研究開発が国際協力により進められた。

論文

ITER計画におけるNb$$_{3}$$Sn超電導線の高性能化及び大型化

礒野 高明; 布谷 嘉彦; 松井 邦浩; 杉本 誠; 吉田 清; 西 正孝; 高橋 良和; 安藤 俊就; 辻 博史; 島本 進*

電気学会論文誌,B, 119(11), p.1263 - 1269, 1999/00

ITERの工学設計活動で行った高性能のNb$$_{3}$$Sn素線開発とその大型導体化について紹介する。特に、高性能Nb$$_{3}$$Sn素線開発では、従来に比べ、臨界電流密度では1.5倍、ヒステリシス損失では1/5といった大幅な性能向上を果たし、ITER仕様であるJc 550A/mm$$^{2}$$以上(12T,4.2K)、ヒステリシス損失200mJ/cm$$^{3}$$以下($$pm$$3T)を満たす素線を量産することに成功した。ここでは主として素線開発方法について紹介する。

論文

Development of Nb$$_{3}$$Al coil for the ITER TF magnet

安藤 俊就; 小泉 徳潔; 伊藤 智庸*; 布谷 嘉彦; 辻 博史; 中平 昌隆; 塚本 英雄*; 中嶋 秀夫; 杉本 誠

Fusion Technology 1996, 0, p.1083 - 1086, 1997/00

Nb$$_{3}$$Al導体のITERトロイダル・コイルの適用性について、巻線方法、コンジット材の選択から検討し、Nb$$_{3}$$Sn導体よりもすぐれていることを示した。

論文

Design of the CS insert coil

杉本 誠; 寺澤 充水*; 礒野 高明; 小泉 徳潔; 中嶋 秀夫; 加藤 崇; 西 正孝; 高橋 良和; 安藤 俊就; 辻 博史; et al.

IEEE Transactions on Magnetics, 32(4), p.2328 - 2331, 1996/07

 被引用回数:6 パーセンタイル:50.84(Engineering, Electrical & Electronic)

ITER工学設計段階(EDA)において、CSモデルコイル計画が遂行されている。CSモデル・コイルは4つの部材から構成されている。内層モジュール、外層モジュール、インサート・コイル、支持構造物である。このうちインサート・コイルの設計について報告する。CSインサート・コイルの内径は1.6mであり、巻線高さは1.7mである。CSインサート・コイルは、CSモデル・コイルの内側に設置して試験される。導体はCSコイル実機とまったく同じものを用いている。試験は磁束密度/3Tで行われ、導体の性能が評価できる。

論文

Design consideration of the ITER-TF coil with a react-and-wind technique using Nb$$_{3}$$Al conductor

安藤 俊就; 杉本 誠; 小泉 徳潔; 布谷 嘉彦; 松井 邦浩; 西 正孝; 辻 博史; 島本 進

IEEE Transactions on Magnetics, 32(4), p.2324 - 2327, 1996/07

 被引用回数:14 パーセンタイル:69.33(Engineering, Electrical & Electronic)

Nb$$_{3}$$Al導体を用い、リアクト・ワインド法でITERのトロイダル・コイルを設計した場合について考察した。コイルの性能評価については、Nb$$_{3}$$Snを用いたワインド・リアクト法とほとんど同じであった。このことにより、製作性に非常に秀れているので、Nb$$_{3}$$AlのITERコイルへの適用が有効となる。本内容について紹介する。

論文

Test results of the FER/ITER conductors in the FENIX test facility

杉本 誠; 礒野 高明; 小泉 徳潔; 高橋 良和; 西 正孝; 奥野 清; 吉田 清; 中嶋 秀夫; 安藤 俊就; 細野 史一*; et al.

IEEE Transactions on Magnetics, 30(4), p.2042 - 2045, 1994/07

 被引用回数:1 パーセンタイル:24.71(Engineering, Electrical & Electronic)

原研では、これまで次期核融合装置のトロイダル・コイル用の導体開発を1988年より行ってきた。これらの導体のうち、ホロー型導体とディスク型導体でフェニックス用サンプルを製作し、その実験を1992年秋に行った。フェニックス試験装置は米国ローレンス・リバモア研究所が所有する、大型超電導導体の特性試験のための装置である。この装置を用いて上記のサンプルの臨界電流、分流開始温度、安定性を高磁場(12T)で測定した。これらの結果について報告する。

論文

The second test results on the Nb$$_{3}$$Sn demo poloidal coil(DPC-EX)

安藤 俊就; 中嶋 秀夫; 佐々木 知之*; 檜山 忠雄; 高橋 良和; 西 正孝; 吉田 清; 奥野 清; 加藤 崇; 杉本 誠; et al.

Advances in Cryogenic Engineering, Vol.39, 0, p.335 - 341, 1994/00

超電導ポロイダル・コイルの開発の一環として製作されたニオブ・スズ導体を用いた実証ポロイダル・コイル(DPC-EX)の第2回目の実験が行われた。その結果、掃引速度試験、サイクリック試験で多くの貴重なデータが得られたので紹介する。

論文

Ac loss performance of 1-m-bore, large-current Nb$$_{3}$$Sn superconducting coils in JAERI Demo Poloidal Coil Project

奥野 清; 高橋 良和; 辻 博史; 安藤 俊就; 西 正孝; 吉田 清; 杉本 誠; 小泉 徳潔; 細野 史一*; 島田 守*

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 3(1), p.602 - 605, 1993/03

 被引用回数:5 パーセンタイル:50.23(Engineering, Electrical & Electronic)

原研では昭和60年度から実証ポロイダル・コイル計画を遂行しているが、この計画ではこれまでに4個の大型ニオブスズ導体で製作されたコイルを実験・評価してきた。これらのコイルは設計上、それぞれ固有の特徴を有し、それ由、ACロスの特性も大きく異なっている。この観点から実験データを解析し、核融合炉用超電導マグネットの設計へ役立てる。

論文

Experimental results of stability and current sharing of NbTi cable-in-conduit conductors for the poloidal field coils

高橋 良和; 小泉 徳潔; 和田山 芳英*; 奥野 清; 西 正孝; 礒野 高明; 吉田 清; 杉本 誠; 加藤 崇; 佐々木 知之*; et al.

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 3(1), p.610 - 613, 1993/03

 被引用回数:12 パーセンタイル:69.71(Engineering, Electrical & Electronic)

30kA NbTi実証ポロイダル・コイル(DPC-U)は、13kA近傍において、不安定性を示す。この不安定性の原因を解明するために、安定性及び電流分布の実験を行った。その結果、導体を構成している486本の素線の電流分布の不均一性により安定性が設計値(電流分布が均一)より低下したことが原因であることが、示された。これを解決するために、素線の表面をフォルマールからクロムに変更した。これにより電流の均一化をはかると同時に、交流損失を増大しないことが期待できる。

論文

AC losses of the Toroidal Model Pancake(Hollow conductor type)

細野 史一*; 杉本 誠; 塚本 英雄*; 押切 雅幸*; 塙 博美*; 関 秀一*; 佐々木 知之*; 小泉 徳潔; 礒野 高明; 高橋 良和; et al.

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 3(1), p.535 - 538, 1993/03

 被引用回数:1 パーセンタイル:23.77(Engineering, Electrical & Electronic)

TMPは、ITER/FER用トロイダル磁場コイルへの適用を目指して開発が進められた。トロイダル磁場コイルは、CSコイルと同様にプラズマディスラプションの観点からACロスを低減することが重要な課題となる。TMPは、ホロー型強制冷凍導体が用いられ、素線は、フィラメント径4$$mu$$mのブロンズ泡Nb$$_{3}$$Smを用いた。これは、ヒステリシス損失を低減することを目的としている。また、安定化材は、渦電流損失を低減するために、12分割した。ただし、この導体の場合、カップリングロスは大きいことが予想されるので、十分な調査が必要となる。TMPのACロス測定及び解析の結果、有効フィラメント径4$$mu$$m(フィラメント径と等しい値)及び損失時定数~1secであることが分った。この損失時定数は、バンドル導体のものと比較して大きな値である。

論文

Charging test results of the DPC-TJ, a high-current-density large superconducting coil for fusion machines

小野 通隆*; 和智 良裕*; 嶋田 守*; 真田 芳直*; 向 博志*; 浜島 高太郎*; 藤岡 勉*; 西 正孝; 辻 博史; 安藤 俊就; et al.

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 3(1), p.480 - 483, 1993/03

 被引用回数:4 パーセンタイル:45.57(Engineering, Electrical & Electronic)

核融合炉用超電導コイル開発を目的として東芝と原研が共同研究で開発した高電流密度・大型・高磁界・大電流・高剛性の強制冷凍型Nb$$_{3}$$Sn超電導コイル(DPC-TJ)の通電励磁実験結果について報告する。本実験結果により、大型超電導コイルの高電流密度化の可能性が実証された。

論文

Test results of the DPC-TJ; Mechanical performance

和智 良裕*; 向 博志*; 小野 通隆*; 真田 芳直*; 藤岡 勉*; 中嶋 秀夫; 杉本 誠; 小泉 興一; 吉田 清; 大内 英義*; et al.

Cryogenics, 33(6), p.603 - 608, 1993/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:17.88(Thermodynamics)

原研と東芝が共同研究にて製作したDPC-TJコイルの実験結果のうち、機械的特性について述べる。DPC-TJコイルは、核融合炉用超電導コイルの高平均電流密度化を目指したコイルであり、プリフォームド・アーマ方式を考案し採用することによって、高平均電流密度と高剛性を両立させた設計となっている。今回の通電実験の結果、剛性が高いことが示されたとともに、機械的に安定したコイルであることが示された。

論文

Design of the ITER central solenoid scalable model coil

山本 惠一*; 吉田 清; 保川 幸雄*; 塚本 英雄*; 佐々木 崇*; 奥野 清; 西 正孝; 小泉 徳潔; 礒野 高明; 杉本 誠; et al.

Proc. of the 17th Symp. on Fusion Technology, 0, p.971 - 975, 1993/00

ITER用超電導磁石の開発を目的としてCSモデルコイルが計画され設計が進められている。CSモデルコイルはボア径2mで、実機で要求されるBmax=13T、磁場変化2T/sを満足するコイルの開発を目的としている。CSモデルコイルの設計を中心に、解析結果等を含めて発表する。

論文

30kA-NbTi実証ポロイダル・コイル(DPC-U)の不安定現象と安定性実験結果

小泉 徳潔; 奥野 清; 高橋 良和; 辻 博史; 西 正孝; 杉本 誠; 礒野 高明; 佐々木 崇*; 樋上 久彰*; 保川 幸雄*; et al.

低温工学, 28(3), p.150 - 159, 1993/00

次期核融合炉用大型強制冷凍型超電導コイルの開発を目的としたDPC計画の一環として、30kA-NbTi実証ポロイダル・コイルが作成された。しかしながら、臨界電流値の約1/10でコイルがクエンチしてしまうという不安定現象が観測された。この不安定現象の解明のために、コイルクエンチ時の電圧波形を観測する実験、および安定性実験を行った。これらの実験の結果、本コイルの不安定現象が導体内電流分布の不均一に起因することがわかり、さらにこの電流分布の不均一は誘導ヒータを用いることにより改善できることが分かった。これにより本コイルの安定な通電の可能性が示唆された。

論文

Development of a 240mm bore-13T superconducting coil for large scale conductor testing

西 正孝; 安藤 俊就; 礒野 高明; 杉本 誠; 小泉 徳潔; 吉田 清; 河野 勝己; 高橋 良和; 小野 通隆*; 辻 博史; et al.

IEEE Transactions on Magnetics, 28(1), p.597 - 600, 1992/01

 被引用回数:5 パーセンタイル:52.34(Engineering, Electrical & Electronic)

核融合炉超電導コイル用導体の開発作業の一環として、大型導体を試験することが可能な直径240mmの有効空間を有し、その中心に13Tの高磁界を発生する導体試験用超電導コイルを開発した。本コイルは電磁気的設計、機械的設計、熱的設計の最適化を図った結果として、従来の同規模のコイルと比較して30%以上も高い100A/mm$$^{2}$$という高平均電流密度化を達成し、コンパクトなコイルとして完成した。また、13Tまでの励磁時間も18分30秒と短く、導体試験用コイルとして使い易いコイルに仕上がっている。本コイル開発の成功は、今後のコイル開発の基礎となるものである。

論文

AC loss results of the Nb$$_{3}$$Sn demo poloidal coil(DPC-EX)

安藤 俊就; 高橋 良和; 奥野 清; 辻 博史; 檜山 忠雄; 西 正孝; 多田 栄介; 吉田 清; 小泉 徳潔; 中嶋 秀夫; et al.

IEEE Transactions on Magnetics, 28(1), p.206 - 209, 1992/01

 被引用回数:4 パーセンタイル:47.75(Engineering, Electrical & Electronic)

DPC-EXがパルス励磁した時の交流損失の測定結果とその解析結果について紹介する。又、本交流損とコイルの限界電流の関係についても紹介する。

論文

DPC-TJ実験結果; 熱・流体特性

杉本 誠; 加藤 崇; 河野 勝己; 檜山 忠雄; 上谷内 洋一*; 石田 秀昭*; 岩本 収市*; 三宅 明洋*; 戎 秀樹*; 奥野 清; et al.

低温工学, 27(3), p.239 - 244, 1992/00

DPC-TJコイルの製作及び実験はDPC計画の中で位置づけられ、遂行されてきた。本論文は1991年6月より6週間かけて行われた実験のうち、DPC-TJコイルの熱・流体特性について述べる。対象となる特性項目は、(1)予冷特性、(2)熱負荷、(3)圧力損失および(4)入口流量の低下現象の4つである。

論文

DPC-TJ実験結果; 機械的特性

和智 良裕*; 向 博志*; 小野 通隆*; 真田 芳直*; 藤岡 勉*; 中嶋 秀夫; 杉本 誠; 小泉 興一; 吉田 清; 大内 英義*; et al.

低温工学, 27(3), p.245 - 251, 1992/00

原研と東芝が共同研究にて製作したDPC-TJコイルの実験結果のうち、機械的特性について述べる。DPC-TJコイルは、核融合炉用超電導コイルの高平均電流密度化を目指したコイルであり、プリフォームド・アーマ方式を考案し採用することによって、高平均電流密度と高剛性を両立させた設計となっている。今回の通電実験の結果、剛性が高いことが示されたとともに、機械的に安定したコイルであることが示された。

論文

Experimental results of the Nb$$_{3}$$Sn demo poloidal coil(DPC-EX)

高橋 良和; 吉田 清; 安藤 俊就; 檜山 忠雄; 辻 博史; 西 正孝; 多田 栄介; 奥野 清; 小泉 興一; 中嶋 秀夫; et al.

Cryogenics, 31, p.640 - 644, 1991/07

 被引用回数:11 パーセンタイル:64.5(Thermodynamics)

核融合実験炉(FER,ITER)用超電導ポロイダルコイルを目標とした開発の1つである、実証ポロイダルコイルの最初のテストコイルであるDPC-EXは昨年完成し、実験が行われた。本コイルは17kAまで1秒で立ち上げることができ、この時常電導転移はみられなかった。また、この時の最大発生磁界は6.7T、最大変化磁界は6.7T/Sである。このパルス運転結果及び、安定性試験結果について報告する。

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