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榊原 博; 青木 伸廣; 武藤 雅祐; 小田部 隼; 高橋 謙二*; 藤田 直幸*; 檜山 和彦*; 鈴木 宏和*; 鴨川 敏幸*; 横須賀 徹*; et al.
JAEA-Technology 2020-020, 73 Pages, 2021/03
JAEA-Technology-2020-020.pdf:8.26MB
高速増殖原型炉もんじゅでは、現在、廃止措置が進められており、その第一段階として、炉心に装荷している燃料を取り出す工程がある。炉心の燃料集合体は、エントランスノズルが炉心支持板の連結管に挿入され自立しており、周辺の集合体によりパッド部を介して支え合い炉心体系を維持する構造となっている。そのため、燃料を取り出した場所に模擬燃料集合体を装荷し、燃料集合体を安定させる必要があった。このような背景を受け、もんじゅ炉心燃料集合体の製造経験のあるプルトニウム燃料技術開発センターへ、もんじゅ側から模擬燃料集合体の製造依頼があり、製造を行った。この報告書は、装荷する模擬燃料集合体の設計、製造、出荷について報告するものである。
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：43 パーセンタイル：96.93(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
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200C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。
鈴木 竜平*; 谷 幸則*; 内藤 博敬*; 宮田 直幸*; 田中 万也
Catalysts, 10(1), p.44_1 - 44_15, 2020/01
被引用回数：10 パーセンタイル：40.35(Chemistry, Physical)本研究では、マンガン酸化菌KR21-2株を用いて形成させたマンガン酸化物に対してpH6のCr(NO
)水溶液を用いて一回もしくは繰り返し処理を行った。好気条件においてはマンガン酸化物によるCr(III)のCr(VI)への酸化が認められた。この際、Mn(IV)がMn(II)に一旦還元されるものの真菌の活性のためMn(II)の再酸化により溶液中ではマンガンは検出されなかった。一方、嫌気条件においてはCr(III)の酸化は反応の初期段階で停止し、Mn(II)の再酸化が起こらないため還元されたマンガンが溶液中で検出された。
鈴木 恵理子; 高瀨 学; 中島 邦久; 西岡 俊一郎; 橋本 直幸*; 磯部 繁人*; 逢坂 正彦
Proceedings of International Topical Workshop on Fukushima Decommissioning Research (FDR 2019) (Internet), 4 Pages, 2019/05
比較的低温域におけるCs化学吸着挙動に係る知見取得のため、873及び973Kにおけるステンレス鋼へのCs化学吸着試験を行い、Cs化学吸着生成物及び反応速度定数等を調査した。その結果、873Kではセシウムフェレートが、973Kではセシウムフェレート及びセシウムシリケートが生成した。また、873
973Kにおける反応速度定数は、比較的高温域における反応速度定数とは異なる温度依存性を示すことが分かった。これらの結果から、低温域におけるCs化学吸着モデルを新たに構築する必要があることが示された。
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：259 パーセンタイル：99.73(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。
La
Pb
河江 達也*; 古賀 幹人*; 佐藤 由昌*; 牧山 駿*; 稲垣 祐次*; 立岩 尚之; 藤原 哲也*; 鈴木 博之*; 北井 哲夫*
JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.012030_1 - 012030_6, 2014/06
PrLaPbにおいて非線形磁化率
の測定を行った。は多極子の自由度が反映される。2.5K以下での温度依存に
依存が観測され非フェルミ流体的特性が明らかとなった。この結果は、四極子の伝導電子による遮蔽効果が異常な低温物性の起源であることを示唆し、PrLaPbにおける四極子の自由度の存在を意味する。
Luce, T. C.*; Challis, C. D.*; 井手 俊介; Joffrin, E.*; 鎌田 裕; Politzer, P. A.*; Schweinzer, J.*; Sips, A. C. C.*; Stober, J.*; Giruzzi, G.*; et al.
Nuclear Fusion, 54(1), p.013015_1 - 013015_15, 2013/12
被引用回数：33 パーセンタイル：83.58(Physics, Fluids & Plasmas)The ITPA IOS group has coordinated experimental and modeling activity on the development of advanced inductive scenarios for applications in the ITER tokamak. This report documents the present status of the physics basis and the prospects for applications in ITER. The key findings are: (1) inductive scenarios capable of higher 
than the ITER baseline scenario (
) with normalized confinement at or above the standard H-mode scaling have been established under stationary conditions on the four largest diverted tokamaks (AUG, DIII-D, JET, JT-60U) in a broad range in 
and density; (2) MHD modes can play a key role in reaching stationary high performance, but also define the stability and confinement limits; (3) the experiments have yielded clearer measurements of the normalized gyroradius scalin; and (4) coordinated modeling activity supports the present research by clarifying the most significant uncertainties in the projections to ITER.
小林 理気; 金子 耕士; 脇本 秀一; Chi, S.*; 眞田 直幸*; 綿貫 竜太*; 鈴木 和也*
Journal of the Korean Physical Society, 63(3), p.337 - 340, 2013/08
被引用回数：4 パーセンタイル：33.7(Physics, Multidisciplinary)We have studied the magnetic structure of HoCoGa
which shows successive magnetic phase transition at 
= 9.6 K and 
= 7.5 K by using powder neutron diffraction. The data indicates magnetic reflection peaks with propagation vector 
= (1/2 0 0.35) at 
(AFIC phase), and then the propagation vector changes to 
= (1/2 0 1/2) below (AFC phase). In addition, the temperature dependence of magnetic reflection intensity shows temperature hysteresis at . These results suggest that the transition at is an incommensurate to commensurate first order transition. From our analysis, we have decided that the magnetic structure at 3.5 K is collinear antiferromagnetic one with propagation vector 
, and magnitude of magnetic moment is 8.6(2) 
along the 
-axis. This structure is same as TbCoGa which is proposed existence of component separated magnetic order due to the competition between magnetic and quadrupolar interactions.
non-Kramers doublet system PrLaPb河江 達也*; 古賀 幹人*; 佐藤 由昌*; 牧山 駿*; 稲垣 裕次*; 立岩 尚之; 藤原 哲也*; 鈴木 博之*; 北井 哲夫*
Journal of the Physical Society of Japan, 82(7), p.073701_1 - 073701_4, 2013/07
被引用回数：10 パーセンタイル：55.98(Physics, Multidisciplinary)四極子近藤効果の検出のため、PrLaPbにおける非線形磁化率の測定を行った。磁場を[100], [110]に加えた場合、には対数的な温度依存:非フェルミ流体的振舞が観測された。これは四極子モーメントの遮蔽を意味する。一方、磁場を[111]に加えるとそのような異常は観測されなかった。得られた実験結果は、Prイオンの4
電子の基底波動関数が各種異常な物性に主要な役割を果たしていることを意味する。
木曽原 直之; 鈴木 裕士; 秋田 貢一; 笠原 直人*
Proceedings of 2012 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '12) (CD-ROM), p.621 - 630, 2012/06
A double-wall-tube is the steam generator heat transfer tube of future sodium fast reactors in Japan. An inner tube and an outer tube are contacted to keep the heat transfer performance. The contact stress falls down due to relaxation, and this phenomenon might degrade the heat transfer performance. Although the relaxation can be predicted by numerical analysis, the analysis requires the data of the initial stress distributions. However, unclear initial stress distributions prevent precious relaxation evaluation. To resolve this issue, a neutron diffraction method was employed to reveal the initial stress distributions. The measurement results were also analyzed using a structural computer code to determine the initial stress distributions. Based on the stress distributions, the computer code has predicted the transition of the contact stress, and showed that the inner and outer tubes are contacted with sufficient stresses during the plant life time.
徳永 陽; 齋藤 庸*; 酒井 宏典; 神戸 振作; 眞田 直幸*; 綿貫 竜太*; 鈴木 和也*; 川崎 裕*; 岸本 豊*
Physical Review B, 84(21), p.214403_1 - 214403_7, 2011/12
被引用回数：8 パーセンタイル：36.17(Materials Science, Multidisciplinary)本論文はTbCoGaにおいて特異な磁気構造が実現していることをGa核のNMR研究により明らかにしたものである。TbCoGaは単純な結晶構造にもかかわらず低温で非常に複雑な磁性を持ち、その起源として磁気双極子と電気四極子相互作用の競合という新規なメカニズムが提唱されていた。本研究によりこの物質の基底状態における磁気秩序構造が初めて明らかになった。同定された磁気構造は2つの波数ベクトルを持ったノンコリニアー型の構造であり、この特異な磁気構造はこの物質における複雑な電子間相互作用の存在を示している。本論文ではその起源の一つとして、上記の磁気双極子と電気四極子相互作用の競合に加え、TbGa正方格子内に内在する磁気的なフラストレーションの可能性を新たに指摘した。
Litaudon, X.*; 坂本 宜照; de Vries, P. C.*; Salmi, A.*; Tala, T.*; Angioni, C.*; Benkadda, S.*; Beurskens, M. N. A.*; Bourdelle, C.*; Brix, M.*; et al.
Nuclear Fusion, 51(7), p.073020_1 - 073020_13, 2011/07
被引用回数：8 パーセンタイル：34.5(Physics, Fluids & Plasmas)内部輸送障壁の発生機構や構造形成は、装置や運転シナリオによって多様性があることが知られている。その多様性を理解するために、装置サイズがほぼ同じのJT-60と英国のJET装置において、同様の運転シナリオで形成した内部輸送障壁の輸送特性の比較を行った。特に、両装置のプラズマ形状,規格化衝突周波数,規格化ラーモア半径等の無次元変数を揃えた場合に着目した。その結果、内部輸送障壁の形成機構については、共通の形成条件があるが、定常状態での密度分布に大きな差異があることが明らかになった。この差異は、中心付近の磁気シアの違いに起因していると考えられる。
大山 直幸; 竹永 秀信; 鈴木 隆博; 坂本 宜照; 諫山 明彦; JT-60チーム
Plasma and Fusion Research (Internet), 6, p.1402014_1 - 1402014_8, 2011/03
ドップラー反射計としてポロイダル回転速度の評価やプラズマ中の密度揺動の径方向相関の評価のため、周波数跳躍反射計をJT-60Uで開発した。反射計システムは、密度揺動の径方向分布や空間2点の径方向相関を250msで計測することが可能である。密度揺動のドップラーシフトした周波数スペクトルから評価したポロイダル回転速度分布は、プラズマ電流と同方向に回転しているプラズマでは正の電場が、逆方向に回転しているプラズマでは負の電場が形成されることを示した。内部輸送障壁における密度揺動の相関計測の結果、電子サイクロトロン波による中心加熱によって内部輸送障壁が劣化する場合、長距離相関が増加することが明らかになった。
plasmas松永 剛; 相羽 信行; 篠原 孝司; 坂本 宜照; 武智 学; 鈴木 隆博; 朝倉 伸幸; 諫山 明彦; 大山 直幸; 吉田 麻衣子; et al.
Proceedings of 23rd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2010) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/03
In the JT-60U wall-stabilized high-
plasmas, interactions between MHD instabilities have been observed. It is observed that an energetic particle driven wall mode (EWM) triggers an edge localized mode (ELM). When the EWM appears, type-I ELM crashes are synchronized with EWM bursts. The EWM-triggered ELMs have a higher frequency and less energy release than those of usual type-I ELMs. This interaction mainly occurs when the EWM with a large amplitude appears. In the SOL region, several measurements indicate ion losses induced by the EWM. Abrupt ion losses through the edge can increase as local pressure gradient at the pedestal that determines the edge stability. Moreover, another interaction that an EWM-triggered ELMs excites marginal resistive (RWM) is observed. Just after the EWM-triggered ELM, an 
distortion appears and decays soon. It is considered that an impact of the induced ELM can excite the marginally stable RWM.
飛田 健次; 西尾 敏*; 榎枝 幹男; 中村 博文; 林 巧; 朝倉 伸幸; 宇藤 裕康; 谷川 博康; 西谷 健夫; 礒野 高明; et al.
JAEA-Research 2010-019, 194 Pages, 2010/08
JAEA-Research-2010-019-01.pdf:48.47MBJAEA-Research-2010-019-02.pdf:19.4MB
発電実証だけでなく、最終的には経済性までを一段階で見通しうる核融合原型炉SlimCSの概念設計の成果を報告する。核融合の開発では、これまで、1990年に提案されたSSTR(Steady State Tokamak Reactor)が標準的な原型炉概念とされてきたが、本研究はSSTRより軽量化を図るため小規模な中心ソレノイドを採用して炉全体の小型化と低アスペクト比化を図り、高ベータ及び高楕円度(グリーンワルド密度限界を高めうる)を持つ炉心プラズマにより高出力密度を目指した。主要パラメータは、プラズマ主半径5.5m,アスペクト比2.6,楕円度2.0,規格化ベータ値4.3,核融合出力2.95GW,平均中性子壁負荷3MW/m
とした。この炉概念の技術的成立性を、プラズマ物理,炉構造,ブランケット,超伝導コイル,保守及び建屋の観点から検討した。
plasmas松永 剛; 篠原 孝司; 相羽 信行; 坂本 宜照; 諫山 明彦; 朝倉 伸幸; 鈴木 隆博; 武智 学; 大山 直幸; 浦野 創; et al.
Nuclear Fusion, 50(8), p.084003_1 - 084003_8, 2010/08
被引用回数：32 パーセンタイル：75.59(Physics, Fluids & Plasmas)We have observed a fishbone like bursting mode in high- plasmas above the ideal -limit without a conducting wall. The mode frequency is chirping down, and its initial value is close to precession frequency of trapped fast ions produced by perpendicularly injected neutral beams. This mode can often induce the resistive wall mode (RWM) onset. The mode is mainly observed in the high- plasma where ideal kink-ballooning mode (IKBM) and RWM are marginally stable. Since this mode and RWM were simultaneously observed, the mode is attributed to the interaction between the trapped fast ions and a marginally stable IKBM stabilized by conducting wall. From these results, the observed mode was named as "Energetic particle driven Wall Mode (EWM)." Interestingly, the EWM can change edge localized mode (ELM) behavior. Namely, it was observed that ELM was synchronized with the EWM.
鈴木 隆博; 大山 直幸; 朝倉 伸幸; 藤田 隆明
Proceedings of 37th European Physical Society Conference on Plasma Physics (EPS 2010) (CD-ROM), 4 Pages, 2010/06
核融合炉のプラズマ対向機器にとってタイプIのELMによる熱粒子負荷は非常に高いため、ELMにより放出されるプラズマ(ELMパルス)のスクレイプオフ層(SOL)中の伝搬の理解は重要である。モーショナルシュタルク効果(MSE)計測器をビーム発光計測器として用い、ELMパルスによるSOLプラズマ密度の増加を測定した。さまざまな空間位置でのプラズマ密度増加の時間遅れからELMパルスの大半径方向の伝搬速度を0.8-1.8km/sと同定した。正確な評価にあたっては、ELMパルスと同時に増加する背景光をビーム発光から適切に除去することが重要だった。この背景光はSOLのみでなく主プラズマ中でも観測され、電流分布を計測するMSE計測器への影響が懸念されたため数値シミュレーションによりその影響を調査した。ELMに起因する背景光によってMSE計測に生じる誤差は背景光強度,ELM周波数,MSE計測の低域通過フィルターの時定数などに依存することを明らかにした。またELM周波数が低域通過フィルターの時定数で決まる特定の周波数より高くなると、個々のELMによる誤差が重なり合って定常誤差が生じることを明らかにした。
諫山 明彦; 榊原 悟*; 古川 勝*; 松永 剛; 山崎 耕造*; 渡邊 清政*; 井戸村 泰宏; 坂本 宜照; 田中 謙治*; 田村 直樹*; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 86(6), p.374 - 377, 2010/06
この会合報告は、2010年春に開催された国際トカマク物理活動(ITPA)の会合報告を取りまとめたものである。取りまとめたトピカルグループは"MHD安定性", "輸送と閉じ込め物理", "統合運転シナリオ", "ペデスタル物理"及び"高エネルギー粒子物理"の計5グループである。報告内容は、各トピカルグループの国内委員により、各会合で発表されたITER実現に向けた物理課題の解析結果や装置間比較実験報告、また次回会合までに行うべき課題などについてである。
小島 有志; 神谷 健作; 藤田 隆明; 久保 博孝; 井口 春和*; 大山 直幸; 鈴木 隆博; 鎌田 裕; JT-60チーム
Plasma and Fusion Research (Internet), 5, p.015_1 - 015_7, 2010/04
本研究はELMによる周辺部密度の振る舞いを観測し、ELMの物理機構を解明することを目的とする。今まで得ることのできなかった周辺密度分布を高時間・高空間分解能で計測を行うために、中性リチウムビームプローブを新たに開発した。JT-60では中性ビームの輸送距離が6.5mと計測用ビームとしては非常に長くなるため、軌道計算を用いてビームの発散角を最適化したイオン銃を設計・開発し、50mmの大口径ポーラスタングステンを用いた電子ビーム加熱を利用したイオン源を用いて、時間分解能0.5ms,空間分解能1cmの周辺密度分布計測に成功した。それによりELMによる周辺輸送障壁の崩壊現象が初めて詳細に観測でき、type I ELMによる密度崩壊時に周辺密度の低下と線積分密度の低下に時間遅れがあることがわかった。時間遅れの原因として、周辺密度崩壊した後、周辺密度が回復していく時にプラズマ中心部の密度が減少していることが考えられる。また、grassy ELMによる密度崩壊現象の観測に成功し、grassy ELMではtype I ELMよりも密度崩壊が小さいことを明らかにした。
鈴木 隆博; 大山 直幸; 朝倉 伸幸
Review of Scientific Instruments, 81(4), p.043502_1 - 043502_5, 2010/04
被引用回数：1 パーセンタイル：7.56(Instruments & Instrumentation)JT-60UにおいてタイプIのELMパルスにより放出されたプラズマのスクレイプオフ層(SOL)における伝搬を、モーショナルシュタルク効果(MSE)計測の光学系をビーム放出分光(BES)計測として用い測定した。本MSE/BES計測器は加熱中性粒子ビームがプラズマとの衝突により励起された後に放出される信号光を制動放射などの背景光とともに測定する。ELM伝搬計測の妨げとなる背景光を信号光と分離するためにMSE/BES計測器に2波長検出器を導入した。2波長検出器は同一空間点での異なる2つの波長の光の強度を2つの光電子増倍管により測定する。一方はビームからの信号光及び背景光を測定し、他方は背景光のみを測定する。背景光を差し引くことにより信号光の時間変化をSOLのさまざまな位置で測定した。594個のELMパルスを平均し、SOLにある5空間点(ほぼプラズマ赤道面外側で主プラズマから0.020.3m外側の範囲)でELMパルスの伝搬を測定したところ、伝搬速度は0.81.8km/s程度(最小二乗フィッティングでは約1.4km/s)であった。
