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論文

Development of instrumentation and control systems for the ITER diagnostic systems in JADA

山本 剛史; 橋本 慰登*; 北澤 真一; 谷塚 英一; 波多江 仰紀; 杉江 達夫; 小川 宏明; 竹内 正樹; 河野 康則; 伊丹 潔

Fusion Engineering and Design, 96-97, p.1012 - 1016, 2015/10

 被引用回数:4 パーセンタイル:40.75(Nuclear Science & Technology)

日本国内機関では、ITER計画において6種類のプラズマ計測装置の調達を担当している。原子力機構では、ITER標準ソフトウェアを用いて、統括制御機能、シーケンス制御管理機能及びデータ収集機能を含むITER計測装置用計装制御システムを開発した。統括制御機能は、センサーの健全性検査、計測条件の設定及び計測条件間の一貫性検査といった計測のための内部処理を管理する。我々は、Python言語を用いてフローチャートからEPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)のコードを生成するツール及びシーケンス制御管理機能を開発した。EPICSは、運転手順のトリガー及び進行を示すために使用される。シーケンス制御管理機能は、EPICSを用いてプラント状態の変化を監視することにより、運転手順の進行を管理する。EPICSと運転手順の関連付けは、上記ツールにより自動的に行われる。我々は、熱電対計測システムに関して、上記の計装制御システムの性能を検証した。また、さらに複雑な計測装置向けに本設計を適用していく予定である。

論文

Development of the supervisory systems for the ITER diagnostic systems in JADA

山本 剛史; 橋本 慰登*; 芹沢 保典*; 稲本 修治*; 佐藤 和義; 杉江 達夫; 竹内 正樹; 河野 康則

Fusion Engineering and Design, 89(5), p.532 - 535, 2014/05

 被引用回数:1 パーセンタイル:10.7(Nuclear Science & Technology)

計測装置は、ITERのプラズマ制御や物理研究に欠かすことができない。ITER計測装置の統括制御システムは、ITERの中央制御システムからの指令に基づき、計測装置内の機器の制御を管理する重要なシステムである。著者らは、ITERの規格・基準に従いながら、計測装置の制御に関する要求事項を満たす統括システムを設計した。ITERでは、制御システムの構築にEPICSと呼ばれる制御・通信ライブラリを用いることとなっている。著者らは計測装置内の機器の運転の手順をフローチャートで記述し、それをEPICSへ変換する機能を考案した。これにより運転手順の容易な記述と制御システムの製作者の誤りをできる限り回避することが可能となった。また、中央制御システムとの規定された通信手順を基本に、計測装置に必要な機器の較正のために中央制御システムの制御指令を内部で模擬する機能及び計測機器の設定情報を管理するデータベースを設計した。さらに、ITERや計測機器の運転状態に対応して機器の運転制限値や機器間のインターロックを切り替える仕組みを提案した。

論文

Characteristic heavy fermion properties in YbCu$$_2$$Si$$_2$$ and YbT$$_2$$Zn$$_{20}$$ (T: Co, Rh, Ir)

大貫 惇睦; 安井 慎一*; 松下 昌輝*; 吉内 伸吾*; 大家 政洋*; 広瀬 雄介*; Dung, N. D.*; 本多 史憲*; 竹内 徹也*; 摂待 力生*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.A), p.SA003_1 - SA003_6, 2011/12

We studied the Fermi surface properties of YbCu$$_2$$Si$$_2$$ and YbCu$$_2$$Ge$$_2$$ with the tetragonal structure by measuring the de Haas-van Alphen (dHvA) oscillations, together with the energy band calculations. It was clarified that 4f electrons contribute to the Fermi surface of a valence fluctuating compound YbCu$$_2$$Si$$_2$$, but not to that of a divalent compound YbCu$$_2$$Ge$$_2$$. We also studied the heavy fermion properties of YbT$$_2$$Zn$$_{20}$$ (T: Co, Rh, Ir) with the cubic caged structure. The metamagnetic behavior or an abrupt nonlinear increase of magnetization was observed. By measuring the electrical resistivity under pressure and magnetic field, we clarified that the electronic state close to the quantum critical point is realized in YbIr$$_2$$Zn$$_{20}$$ at 5.2 GPa and also YbCo$$_2$$Zn$$_{20}$$ at ambient pressure.

論文

Metamagnetic behavior in heavy-fermion compound YbIr$$_2$$Zn$$_{20}$$

竹内 徹也*; 安井 慎一*; 戸田 雅敏*; 松下 昌輝*; 吉内 伸吾*; 大家 政洋*; 片山 敬亮*; 広瀬 雄介*; 吉谷 尚久*; 本多 史憲*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 79(6), p.064609_1 - 064609_15, 2010/06

 被引用回数:39 パーセンタイル:84.44(Physics, Multidisciplinary)

Metamagnetic behavior of the heavy-fermion compound YbIr$$_2$$Zn$$_{20}$$ was studied by magnetization, de Haas-van Alphen effect, magnetoresistance, specific heat, thermal expansion and magnetostriction. Metamagnetic behavior was observed for all the physical properties at low temperatures. It is remarkable that the Fermi surfaces observed in the dHvA effect unchanges across the metamagnetic transition.

論文

Magnetic and Fermi surface properties of CePd$$_5$$Al$$_2$$ and PrPd$$_5$$Al$$_2$$

中野 泰典*; 本多 史憲*; 竹内 徹也*; 杉山 清寛*; 萩原 政幸*; 金道 浩一*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 摂待 力生*; 山上 浩志*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 79(2), p.024702_1 - 024702_9, 2010/02

 被引用回数:14 パーセンタイル:65.65(Physics, Multidisciplinary)

Single crystals of new rare-earth compounds CePd$$_5$$Al$$_2$$ and PrPd$$_5$$Al$$_2$$ were successfully grown. Magnetic property measurements have shown the existence of the crystal-electric-field effect in these compounds with a magnetic ground state for CePd$$_5$$Al$$_2$$ and a singlet ground state for PrPd$$_5$$Al$$_2$$. Fermi surfaces were determined for both compounds by the de Haas-van Alphen experiments, revealing a localized nature of $$f$$-electrons.

論文

Heavy fermion state in YbIr$$_2$$Zn$$_{20}$$

吉内 伸吾*; 戸田 雅敏*; 松下 昌輝*; 安井 慎一*; 広瀬 雄介*; 大家 政洋*; 片山 敬亮*; 本多 史憲*; 杉山 清寛*; 萩原 政幸*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 78(12), p.123711_1 - 123711_4, 2009/12

 被引用回数:37 パーセンタイル:83.56(Physics, Multidisciplinary)

High-field magnetization and de Haas-van Alphen effect were measured on a heavy fermion compound YbIr$$_2$$Zn$$_{20}$$. Large cyclotron masses ranging from 4 to 27 $$m_0$$ were detected in the dHvA experiment, and are found to be reduced at magnetic fields higher than 120 kOe. From the present experimental results together with the 4f-itinerant band calculations, the 4f electrons are considered to form heavy fermion state.

論文

Pressure-induced superconductivity in antiferromagnet CePd$$_5$$Al$$_2$$

本多 史憲*; M$'e$asson, M.-A.*; 中野 泰典*; 吉谷 尚久*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 竹内 徹也*; 山上 浩志*; 清水 克哉*; 摂待 力生*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 77(4), p.043701_1 - 043701_4, 2008/04

 被引用回数:37 パーセンタイル:82.78(Physics, Multidisciplinary)

Pressure effect on the antiferromagnet CePd$$_5$$Al$$_2$$ has been investigated. By applying pressure, the antiferromagnetic transition temperature increases up to 5 GPa. Further applying pressure, the antiferromagnetic transition smears out rapidly and finally superconducting region arises around 10 K.

論文

Current status of the control system for J-PARC accelerator complex

吉川 博; 榊 泰直; 佐甲 博之; 高橋 博樹; Shen, G.; 加藤 裕子; 伊藤 雄一; 池田 浩*; 石山 達也*; 土屋 仁*; et al.

Proceedings of International Conference on Accelerator and Large Experimental Physics Control Systems (ICALEPCS '07) (CD-ROM), p.62 - 64, 2007/10

J-PARCは多目的科学研究のために日本で建設されている大規模陽子加速器施設である。この施設は3つの加速器と3つの実験施設から成り、現在建設中である。リニアックは稼動開始して1年が経過し、3GeVシンクロトロンはこの10月1日に試験運転が開始されたところで、施設全体の完成は来年の夏の予定である。加速器の制御システムは、初期の試運転に必要な性能を実現させた。この制御システムに求められる最も重要な機能は加速器構成機器の放射化を最小限に食い止めることである。この論文では、調整運転の初期の段階において、制御システムの各部分が達成した性能を示す。

論文

J-PARC LinacにおけるPPS,人的安全保護システム

廣木 文雄; 吉川 博; 竹内 康紀*; 工藤 喜久雄*

Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.159 - 161, 2004/08

大強度陽子加速器施設(J-PARC)においてPPSを構築しようとした場合の問題点は、機器だけではなく空気の放射化レベルも高い大型加速器に対して多数の入口が散在していること及び入域を前提とした特別な調整運転モードが存在することによって、インターロックだけではなく厳密な入域管理が必要になることである。本発表ではJ-PARCにおけるPPSの概要及びLinacで考えている加速器トンネルへの入域管理について報告する。

報告書

Absolute calibration of the neutron yield measurement on JT-60 Upgrade

西谷 健夫; 竹内 浩; Barnes, C. W.*; 井口 哲夫*; 長島 章; 近藤 貴; 逆井 章; 伊丹 潔; 飛田 健次; 永島 圭介; et al.

JAERI-M 91-176, 23 Pages, 1991/10

JAERI-M-91-176.pdf:1.08MB

重水素放電を行うトカマクにおいて中性子発生量の絶対較正は核融合利得Qなどのプラズマ性能を評価する上で極めて重要である。大電流化JT-60(JT-60U)では$$^{235}$$U,$$^{238}$$Uの核分裂計数管および$$^{3}$$He比例計数管で中性子発生量の測定を行うが、それに先立ち、$$^{252}$$Cf中性子源をJT-60Uの真空容器内で移動させて中性子検出器の絶対較正を行った。まず磁気軸上の92点において、点線源に対する検出効率を測定し、それを平均することによってトーラス状線源に対する検出効率を求めた。

論文

不純物挙動

杉江 達夫; 久保 博孝; 逆井 章; 小出 芳彦; 平山 俊雄; 嶋田 道也; 伊丹 潔; 河野 康則; 西谷 健夫; 永島 圭介; et al.

核融合研究, 65(SPECIAL ISSUE), p.287 - 306, 1991/03

JT-60は、第1壁の材料を金属から炭素に変え、プラズマの配位についてもリミッター、外側X点閉ダイバータ、下側X点開ダイバータ配位での高加熱入力実験を行ってきた。これら第1壁及び配位の違いによる不純物の特性について調べた結果、酸素不純物の少ない、金属第1壁の外側X点閉ダイバータ配位でのプラズマが一番不純物が少なかった。また、高密度領域では、ダイバータ部での炭素、水素からの放射冷却により、ダイバータ板への熱流束が低減された。プラズマ中の不純物輸送については、Lモードの中性粒子加熱プラズマでは、異常輸送が支配的であり、不純物のプラズマ中心への集中は観測されなかった。ただし、ペレット入射プラズマでは、電子密度が中心ピークした時に、不純物のプラズマ中心への集中が観測された。

論文

Behavior of light impurity in beam-heated JT-60 plasmas with graphite walls

久保 博孝; 杉江 達夫; 西野 信博*; 逆井 章; 小出 芳彦; 赤岡 信雄*; 西谷 健夫; 伊丹 潔; 河野 康則; 永島 圭介; et al.

IAEA-TECDOC-536, p.139 - 144, 1990/00

JT-60では、第一壁の炭素化の後、中性粒子加熱中に酸素のスペクトル線強度が減少し、炭素の強度が増加する現象が見られる。この現象は、中性粒子加熱のパワーが13MW以上の放電において、リミター配位でもダイバータ-配位でも観測される。この現象の間、実効電荷数がほぼ一定のまま、プラズマ中での酸素の量が減少し、炭素の量が増加していると考えられる。本講演では、この現象とダイバータ一部での不純物スペクトル及びダイバータ-板の温度との関係、この現象が起きる電子密度のしきい値について報告する。

論文

Measurements of neutral beam stopping for hydrogen and helium in JT-60 plasma

飛田 健次; 伊藤 孝雄; 逆井 章; 草間 義紀; 小原 祥裕; 塚原 美光; 根本 正博; 河野 康則; 久保 博孝; 竹内 浩; et al.

Plasma Physics and Controlled Fusion, 32(6), p.429 - 441, 1990/00

 被引用回数:13 パーセンタイル:46.53(Physics, Fluids & Plasmas)

水素及びヘリウムビームのシャインスルーを測定した。測定に用いられた水素ビームは、フルエネルギー140keV、ビーム成分比7%(140keV):32%(70keV):61%(47keV)であり、3$$times$$$$^{13}$$cm$$^{-3}$$以上の電子密度を持つプラズマに対するシャインスルーは、H(IS)の断面積から計算した値より小さかった。電子密度(3.1-5.0)$$times$$10$$^{13}$$cm$$^{-3}$$、実効電荷数1.6-2.5のとき、ストッピング断面積を20%増加させると、シャインスルーの測定値を説明できた。この結果は、水素ビームのストッピング過程に多重励起を考慮すべきであることを示す。測定から求めた多重励起による断面積の増分は、Janevらが計算から求めた値と矛盾しない。また、160~190keVのヘリウムビームのストッピングには、多重励起の影響が見られなかった。

口頭

Radiation safety aspects in J-PARC facility

柴田 徳思; 中島 宏; 中根 佳弘; 増川 史洋; 松田 規宏; 三浦 太一*; 沼尻 正晴*; 鈴木 健訓*; 竹内 康紀*

no journal, , 

J-PARCは400MeVLNAC, 3GeVシンクロトロン,50GeVシンクロトロンと物質生命,ハドロン,ニュートリノの3つの実験施設から構成される。J-PARCの放射線安全設計は遮へいの外側,管理区域の境界,事業所の境界に置ける線量計算に基づいてる。異なる計算法の精度の確認のためビームダンプ,遮へい,漏洩,放射化について解析した。空気の放射化,冷却水の放射化,土の放射化と地下水への影響も評価した。J-PARCは複合加速器なので、インターロックシステムは放射線安全上重要である。計画外被ばくを避けるために注意深く設計されたインターロックシステムを組み込んだ。

口頭

Progress in ITER diagnostics development in Japan

草間 義紀; 近藤 貴; 石川 正男; 波多江 仰紀; 谷塚 英一; 林 利光; 小野 武博; 河野 康則; 今澤 良太; 小川 宏明; et al.

no journal, , 

ITER計画において我が国が調達を担当する6つの計測装置(マイクロフィッションチェンバー,周辺トムソン散乱計測装置,ポロイダル偏光計,ダイバータ不純物モニター,ダイバータ熱電対,ダイバータ赤外サーモグラフィー)の開発並びに計測装置設計に不可欠な中性子輸送解析,上部計測ポートプラグ設計の進展について報告する。

口頭

Progress in ITER diagnostics development in Japan

河野 康則; 近藤 貴; 石川 正男; 波多江 仰紀; 谷塚 英一; 今澤 良太; 小川 宏明; 杉江 達夫; 竹内 正樹; 佐藤 和義; et al.

no journal, , 

ITER計画において日本が調達する6つの計測装置の開発について進展を報告する。主な内容は以下の通り。(1)マイクロフィッションチェンバー:MIケーブルの真空フィードスルー部の試作を行い、真空リーク量はITERの要求を満足することを確認した。(2)周辺トムソン散乱計測装置:真空容器内のレーザービームダンプ及びポートプラグ内光学機器の設計を進めるとともに、電子温度の非等方性を診断するための新しい測定法を提案した。(3)ポロイダル偏光計:プラズマ立ち上げ時及びプラズマ燃焼時における電流分布計測精度を評価し、ITERの計測要求を満足するために必要な偏光計測精度を明らかにした。(4)ダイバータ不純物モニター:水平ポート光学系について、出射瞳径を大きくするとともに、耐放射線性の高い色消しレンズを採用した設計を行い、期待できる検出光量を従来より16倍増加させた。(5)ダイバータ熱電対:外側ダイバータターゲット側面への熱電対の固定方法に関する試作試験を開始した。(6)ダイバータIRサーモグラフィー:観測ポートが、従来のダイバータポートから水平ポートに変更されることに対応し、解決すべき課題の整理を行うとともに、概念設計を開始した。

口頭

Progress in ITER diagnostics development in Japan

河野 康則; 波多江 仰紀; 谷塚 英一; 杉江 達夫; 竹内 正樹; 小川 宏明; 今澤 良太; 小野 武博; 近藤 貴; 石川 正男; et al.

no journal, , 

ITER計画において日本が調達する計測装置の開発の進展を報告する。主な内容は以下の通り。(1)周辺トムソン散乱計測装置: 原型YAGレーザー装置の開発を進め、ITERの要求性能(出力:5J、繰り返し:100Hz)を上回る性能(出力:7.66J、繰り返し:100Hz)を達成した。光学素子数が少ない新型ポリクロメーターを考案し、電子温度及び電子密度の計測精度向上に見通しを得た。(2)ダイバータサーモグラフィー: ダイバータ板の温度計測における空間分解能の評価を行い、視野の中心部ではITERの要求性能である3mmを満足する初期結果を得た。(3)ポロイダル偏光計: 光源遠赤外レーザー光を計測室からポートプラグまで伝送する光学装置の設計を行い、建屋をはじめ他設備との取合い検討を進めた。(4)ダイバータ不純物モニター: 上部ポートプラグ内光学機器の機械設計を行い、充分な冷却性能が得られることを示した。(5)マイクロフィッションチェンバー: ITER機構との間で調達取決めを締結し、おもに真空容器内機器を対象とする予備詳細設計を開始した。

口頭

ITER用計測装置開発のための中性子輸送解析

石川 正男; 嶋田 恭彦; 竹内 正樹; 今澤 良太; 谷塚 英一; 小川 宏明; 波多江 仰紀; 杉江 達夫; 河野 康則; 近藤 貴; et al.

no journal, , 

ITER計画において日本が調達する計測装置(ポロイダル偏光計測,周辺トムソン散乱計測,ダイーバータ不純物モニタ,IRサーモグラフィー)の開発のために実施した中性子輸送解析の結果を報告する。ITER運転中に発生する中性子・$$gamma$$線による、各装置のプラズマ対向ミラーの核発熱量は、現在の設計条件の下では1w/cc程度と評価された。さらに、光路の径を変更し、遮蔽効果を変更することで、光学ミラーの核発熱量がどの程度変化するかを調べた。現在、これらの結果をもとに熱解析を実施し、光学ミラーの冷却機構の開発を進めている。また、ポートプラグに設置される機器については、そのメンテナンスのためにインタースペースと呼ばれる領域での運転停止約12日後の線量率(停止後線量率)を100$$mu$$Sv/h以下にする必要がある。このため、中性子輸送解析による停止後線量率の評価をもとにした遮蔽構造の設計を実施し、停止後線量率を100$$mu$$Sv/h以下にできる見通しが立った。

口頭

Progress of diagnostics development in JAEA

河野 康則; 杉江 達夫; 小川 宏明; 東條 寛; 谷塚 英一; 今澤 良太; 波多江 仰紀; 濱野 隆; 佐久間 猛; 竹内 正樹; et al.

no journal, , 

日本原子力研究開発機構(JAEA)におけるプラズマ計測装置の開発の進展について報告する。主な内容は以下の通り。(1) ITERダイバータ赤外サーモグラフィーの設計の現状、(2) ITERダイバータ不純物モニターの設計の現状、(3) JT-60SAトムソン散乱計測装置の集光光学系の設計の改良、(4) ITER周辺トムソン散乱計測装置用レーザービームダンプの設計・解析の進展、(5)レーザー偏光法を用いた磁場、電子密度分布及び電子温度分布の同時計測法の考案

口頭

Development of the ITER diagnostic systems by JADA

伊丹 潔; 河野 康則; 波多江 仰紀; 石川 正男; 小川 宏明; 杉江 達夫; 山本 剛史; 近藤 貴; 北澤 真一; 谷塚 英一; et al.

no journal, , 

The first ITER diagnostic procurement arrangement for Micro Fission Chambers was concluded in April in 2012. The MFC is a pencil size gas counter containing fission material (235U) and will be installed upper and lower outboard behind the blanket module in the two toroidal locations. Design activities toward the preliminary design review, expected in the next year, are being carried out. Following the conceptual design review in 2012, JAEA/JADA concluded the procurement arrangement of Poloidal Polarimeter, Edge Thomson Scattering, Divertor IR Thermography and Divertor Impurity Monitor with the ITER Organization and JAEA in this August. Conceptual design of the supervisory systems for the ITER diagnostic systems in JADA is being studied. The conceptual design is being implemented and tested by using a CODAC cubicle.

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