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論文

Nonreciprocal surface acoustic wave propagation via magneto-rotation coupling

Xu, M.*; 山本 慧; Puebla, J.*; Baumgaertl, K.*; Rana, B.*; 三浦 勝哉*; 高橋 宏昌*; Grundler, D.*; 前川 禎通*; 大谷 義近*

Science Advances (Internet), 6(32), p.eabb1724_1 - eabb1724_4, 2020/08

 被引用回数:16 パーセンタイル:95.91(Multidisciplinary Sciences)

One of the most fundamental forms of magnon-phonon-interaction is an intrinsic property of magnetic materials, the "magnetoelastic coupling." This particular form of interaction has been the basis for describing magnetic materials and their strain related applications, where strain induces changes of internal magnetic fields. Different from the magnetoelastic coupling, more than 40 years ago, it was proposed that surface acoustic waves may induce surface magnons via rotational motion of the lattice in anisotropic magnets. However, a signature of this magnon-phonon coupling mechanism, termed magneto-rotation coupling, has been elusive. Here, we report the first observation and theoretical framework of the magneto-rotation coupling in a perpendicular anisotropic ultra-thin lim Ta/CoFeB/MgO, which consequently induces nonreciprocal acoustic wave attenuation with an unprecedented ratio up to 100% rectification at a theoretically predicted optimized condition. Our work not only experimentally demonstrates a fundamentally new path for investigating magnon-phonon coupling, but also justifies the feasibility of the magneto-rotation coupling based application.

論文

Nuclear analysis of ITER equatorial EC launcher

高橋 幸司; 飯田 浩正*; 小林 則幸*; 梶原 健; 坂本 慶司; 大森 俊道*; Henderson, M.*

Fusion Science and Technology, 63(1T), p.156 - 159, 2013/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

ITER水平ポートECランチャーの要素機器における核発熱や中性子負荷、後方部におけるハンズオンメインテナンスの可能性などを評価するための核解析を行っている。モンテカルロ粒子シミュレーションコードを用いて、プラズマからランチャー周りの空間への中性子漏洩を計算した。その結果、ランチャーポートプラグと真空容器のポートとの細いギャップや、ポート壁を介して漏洩する中性子がランチャー後方での中性子フラックスに影響することが判明したものの、停止後線量率は、設計許容値である100$$mu$$Sv/hレベル程度になることがわかった。

論文

Overview of national centralized tokamak program; Mission, design and strategy to contribute ITER and DEMO

二宮 博正; 秋場 真人; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 藤原 正巳*; 濱松 清隆; 林 伸彦; 細金 延幸; 池田 佳隆; 井上 信幸; et al.

Journal of the Korean Physical Society, 49, p.S428 - S432, 2006/12

現在検討が進められているJT-60のコイルを超伝導コイルに置き換える計画(トカマク国内重点化装置計画)の概要について述べる。本計画はITER及び原型炉への貢献を目指しているが、その位置づけ,目的,物理設計及び装置設計の概要,今後の計画等について示す。物理設計については、特に高い規格化ベータ値を実現するためのアスペクト比,形状因子及び臨界条件クラスのプラズマや完全非誘導電流駆動のパラメータ領域等について、装置については物理設計と整合した設計の概要について示す。

論文

Control and instrumentation for the ITER magnet system

吉田 清; 高橋 良和; 飯田 浩正

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 16(2), p.775 - 778, 2006/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:12.39(Engineering, Electrical & Electronic)

ITER超伝導コイルシステムは、18個のTFコイル,6個のPFコイル,6個のCSモジュール,18個の補正コイルから構成される。これらのコイルを安全に最適に運転するには、コイルを広範囲に計測し、制御する装置が必要である。各コイルの電流と冷媒は、電源システムとヘリウム冷凍機から供給され、中央制御装置から制御される。冷凍負荷を平準化するために、コイル内の冷媒のシミュレーションを行って、各冷却ループの流量配分を制御しなければならない。また、超伝導コイルのクエンチを検出して、コイル保護を連動させる装置が独立して必要である。また、各コイルの電気絶縁を監視して、運転に警告を行う必要がある。一方、コイルやフィーダーで使用される計測センサー及び電気絶縁継手,各種共通部品は、統一仕様で一括準備することになっている。本稿ではこの計測制御システムの要求性能と機器仕様を報告する。

論文

Overview of the national centralized tokamak programme

菊池 満; 玉井 広史; 松川 誠; 藤田 隆明; 高瀬 雄一*; 櫻井 真治; 木津 要; 土屋 勝彦; 栗田 源一; 森岡 篤彦; et al.

Nuclear Fusion, 46(3), p.S29 - S38, 2006/03

 被引用回数:13 パーセンタイル:44.28(Physics, Fluids & Plasmas)

トカマク国内重点化装置(NCT)計画は、大学における成果を取り込みつつJT-60Uに引き続き先進トカマクを進めるための国内計画である。NCTのミッションは発電実証プラントに向けて高ベータ定常運転を実現するとともに、ITERへの貢献を図ることである。高ベータ定常運転を実現するために、装置のアスペクト比,形状制御性,抵抗性壁モードの帰還制御性,電流分布と圧力分布の制御性の機動性と自由度を追求した。

論文

Engineering design and control scenario for steady-state high-beta operation in national centralized tokamak

土屋 勝彦; 秋場 真人; 疇地 宏*; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 藤原 正巳*; 濱松 清隆; 橋爪 秀利*; 林 伸彦; 堀池 寛*; et al.

Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1599 - 1605, 2006/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:10.64(Nuclear Science & Technology)

JT-60定常高ベータ装置(トカマク国内重点化装置)は、経済的な核融合炉の実現を目指した定常高ベータプラズマ運転の実証が重要なミッションの一つである。現在、プラズマ形状及びアスペクト比について広いパラメータ領域で研究を行えるように、装置の物理的・技術的設計検討を進めている。本装置の目標とする高ベータプラズマは、自由境界MHD安定性限界を超えた領域にあるため、電子サイクロトロン加熱による新古典テアリングモードの抑制に加えて、安定化板及び容器内コイルを用いた壁不安定性モードの抑制など、さまざまなMHD不安定性の制御手法を駆使する必要がある。それらを踏まえて、今回は、高ベータと臨界条件クラスのプラズマを同時に達成できるプラズマパラメータの解析評価、及び自由境界MHD安定性限界を超えた高ベータプラズマの非誘導電流駆動制御シナリオの検討結果について報告する。また、広いパラメータ領域で定常高ベータプラズマ運転を実現させるための装置設計の現状に関して、超伝導コイル及び放射線遮へい材を中心に報告する。

論文

Development of a Rh-intelligent catalyst

内藤 一哉*; 田中 裕久*; 谷口 昌司*; 上西 真里*; 丹 功*; 梶田 伸彦*; 高橋 一郎*; 鈴木 啓将*; 成田 慶一*; 平井 章雅*; et al.

SAE 2006 World Congress & Exhibition Technical Papers, 8 Pages, 2006/00

2種類のRhペロブスカイトであるLaFeRhO$$_{3}$$とCaTiRhO$$_{3}$$の自己再生について調べ、CaTiRhO$$_{3}$$が優れた自己再生機能を有していることを見つけた。Pdペロブスカイトと同様の組成であるLaFeRhO$$_{3}$$では、Rhはペロブスカイト構造中で安定であるために、高温の還元雰囲気中でもほとんど析出してこない。一方で、A$$^{2+}$$B$$^{4+}$$O$$_{3}$$型であるCaTiRhO$$_{3}$$では、還元雰囲気中で実際に多くのRhが析出した。そして再酸化雰囲気中では、析出したすべてのRhがもとのペロブスカイト格子中に戻った。Pd及びRhのインテリジェント触媒を用いた触媒変換器は耐久試験後でも高い触媒活性を維持し、Rh及びPdの大幅な使用量削減を可能とする。

論文

Design study of national centralized tokamak facility for the demonstration of steady state high-$$beta$$ plasma operation

玉井 広史; 秋場 真人; 疇地 宏*; 藤田 隆明; 濱松 清隆; 橋爪 秀利*; 林 伸彦; 堀池 寛*; 細金 延幸; 市村 真*; et al.

Nuclear Fusion, 45(12), p.1676 - 1683, 2005/12

 被引用回数:15 パーセンタイル:48.09(Physics, Fluids & Plasmas)

トカマク国内重点化装置の設計研究をまとめた。装置の設計は、プラズマのアスペクト比と形状制御性に関して自由度を広く確保できることが求められている。これは、ITERと平行して研究を進めるとともに、定常高ベータプラズマ運転についての科学的なデータベースをDEMOへ提供する観点から重要である。この目標に合致するように、プラズマのアスペクト比と形状の自由度の確保について、これまで比較的困難であったダイバータ排気性能との両立が図られるように装置設計を行った。この装置設計に基づいて、閉じ込め,安定性,電流駆動,ダイバータプラズマ等の物理性能を評価し、主目的である定常高ベータプラズマを実現するための制御方法を検討した。

論文

ITER工学設計

下村 安夫; 常松 俊秀; 山本 新; 丸山 創; 溝口 忠憲*; 高橋 良和; 吉田 清; 喜多村 和憲*; 伊尾木 公裕*; 井上 多加志; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 78(Suppl.), 224 Pages, 2002/01

日本,米国,欧州,ロシアの4極の協定に基づき、1992年7月に開始されたITER工学設計活動(ITER-EDA)は、ITER建設の判断に必要な技術的準備を整え、2001年7月に9年間の活動を完了した。本件は、ITER工学設計活動において完成された最終設計報告書の物理及び工学設計の成果を簡潔にまとめたものである。

論文

Concept of JT-60 Super Upgrade

二宮 博正; 鎌田 裕; 宮 直之; 中島 信治*; 小栗 滋*; 及川 晃; 逆井 章; 高橋 良和; 滝塚 知典; 豊島 昇; et al.

15th IEEE/NPSS Symp. on Fusion Engineering,Vol. 1, 0, p.374 - 377, 1993/00

JT-60の既存設備を最大限に活用して、実験炉(ITER)を補完し、かつ実験炉以降を目指す先進的な研究開発を進め、実験炉や将来の定常核融合炉の実現に関する総合的な見通しを得る目的で定常炉心実験装置(JT-60 Super Upgrade)の検討を進めている。高効率電流駆動、ダイバータプラズマの制御、高$$beta$$$$_{N}$$炉心の実現とその制御等を炉心プラズマ技術の主要課題としている。また、炉工学技術の開発としては、超電導コイルの導入による長時間運転や高耐熱性材料の導入による熱・粒子制御を、更に工学安全に関する研究を進める。これらの検討の概要について報告する。

論文

高出力密度核融合炉における要素交換技術の基礎設計

西川 雅弘*; 後藤 誠一*; 三宅 正宣*; 岡本 芳三*; 星屋 泰二; 高橋 亮人*; 戸田 三郎*; 橘 英三郎*; 田戸 茂*; 岡本 真実*; et al.

高出力密度核融合炉における要素交換技術の基礎設計, 147 Pages, 1988/03

核融合炉概念設計において、小型、高出力密度化を指向すればするほど中性子壁負荷の問題が大きくなり、新たな材料改質技術が必要とされる。このような既存材料の改善・長寿命化技術あるいは新材料開発技術が進展したとしても、各部の要素交換・補修・修理を前提としない設計では、信頼性の確保が困難となる。本研究では、要素交換を前提として、交換ならびに補修、修理に対し、機械構造的機構に設計・工夫した技術を積極的に評価し、取り組むことにより、炉全体の機能向上を目指している。具体的には、形状記憶合金を足掛かりとして、広くトカマク炉などにおける要素交換の着脱部分に適用出来る「要素迅速交換技術」の評価、検討を行い、形状記憶合金駆動素子を応用した大口径コンパクトゲートバルブの有用性について提案する。

口頭

最終設計に向けたITER水平ECランチャー改良設計の核・電磁力解析

高橋 幸司; 阿部 岩司; 磯崎 正美; 小松崎 学*; 阿部 輝雄*; 飯田 浩正*; 小林 則幸*; 梶原 健; 坂本 慶司

no journal, , 

水平ECランチャーのミリ波ビーム入射角度可変方向をトロイダルからポロイダルへの変更案において、設計変更のみならず変更による機器の耐熱性,構造健全性,耐電磁力性,中性子遮蔽性などを再評価し、総合的に水平ECランチャーの設計を構築し直す必要がある。まず、設計インパクトの大きい遮蔽ブランケットについて概念設計を行い、それに基づき耐電磁力性とランチャー全体の中性子遮蔽性を評価し、ポロイダル可変への設計変更の実現可能性について検討した。これまでの遮蔽ブランケットの構造設計を考慮し、電磁力解析モデリングに反映させた。ほぼ全ての遮蔽ブランケットモジュールの回転モーメントが設計リミット以下となることが明らかとなった。また、ランチャー全体についても回転モーメントがポートプラグの設計リミット以下となることを確認した。中性子遮蔽性については、ランチャー後部における停止後線量率を20%程低減できる遮蔽設計条件を得る一方で、周囲から誘導放射線の影響も明らかとなった。

口頭

電子サイクロトロン波加熱電流駆動性能向上のためのITER水平ECランチャー設計の改良

高橋 幸司; 阿部 岩司; 磯崎 正美; 池田 亮介; 小田 靖久; 梶原 健; 坂本 慶司; 小林 則幸*; 飯田 浩正*; 小松崎 学*; et al.

no journal, , 

ITER水平ポートより入射ミリ波ビームの角度可変方向をトロイダルからポロイダルへ変更することにより、プラズマ半径位置$$rho$$=0.4$$sim$$0.6での電流駆動効率が倍増する解析結果が得られ、その特性を生かすべく設計変更を進めている。水平ポートランチャーのミリ波伝送部について、入射ミリ波ビームのポロイダル可変と、伝送効率99%以上を満たすミリ波設計を見いだし、構造設計に反映させた。講演では、そのミリ波設計の最適化や、ポロイダルビーム可変を可能とする遮蔽ブランケット設計の改良などについて報告する。

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