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報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2017年度

中野 政尚; 藤田 博喜; 水谷 朋子; 根本 正史; 飛田 慶司; 河野 恭彦; 細見 健二; 外間 智規; 西村 朋紘; 松原 菜摘; et al.

JAEA-Review 2018-025, 171 Pages, 2019/02

JAEA-Review-2018-025.pdf:3.81MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編 環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2017年4月から2018年3月までの間に実施した環境モニタリングの結果、及び大気, 海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものであり、2011年3月に発生した東京電力福島第一原子力発電所事故の影響が多くの項目で見られた。なお、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況、東京電力福島第一原子力発電所事故の影響による平常の変動幅を外れた値の評価について付録として収録した。

報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2016年度

中野 政尚; 藤田 博喜; 水谷 朋子; 根本 正史; 飛田 慶司; 細見 健二; 永岡 美佳; 外間 智規; 西村 朋紘; 小池 優子; et al.

JAEA-Review 2017-028, 177 Pages, 2018/01

JAEA-Review-2017-028.pdf:3.61MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編 環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2016年4月から2017年3月までの間に実施した環境モニタリングの結果、及び大気、海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものであり、2011年3月に発生した東京電力福島第一原子力発電所事故の影響が多くの項目でみられた。なお、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況、東京電力福島第一原子力発電所事故の影響による平常の変動幅を外れた値の評価について付録として収録した。

報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2015年度

中野 政尚; 藤田 博喜; 水谷 朋子; 細見 健二; 永岡 美佳; 外間 智規; 横山 裕也; 西村 朋紘; 松原 菜摘; 前原 勇志; et al.

JAEA-Review 2016-035, 179 Pages, 2017/03

JAEA-Review-2016-035.pdf:4.2MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編 環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2015年4月から2016年3月までの間に実施した環境モニタリングの結果、及び大気、海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものであり、2011年3月に発生した東京電力福島第一原子力発電所事故の影響が多くの項目でみられた。なお、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況、東京電力福島第一原子力発電所事故の影響による平常の変動幅を外れた値の評価について付録として収録した。

報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2014年度

渡辺 均; 中野 政尚; 藤田 博喜; 竹安 正則; 水谷 朋子; 磯崎 徳重*; 永岡 美佳; 外間 智規; 横山 裕也; 西村 朋紘; et al.

JAEA-Review 2015-034, 175 Pages, 2016/03

JAEA-Review-2015-034.pdf:8.13MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編 環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2014年4月から2015年3月までの間に実施した環境モニタリングの結果、及び大気、海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものであり、2011年3月に発生した東京電力福島第一原子力発電所事故(以下、東電福島第一原発事故)の影響が多くの項目でみられた。なお、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況、東電福島第一原子力発電所事故の影響による平常の変動幅を外れた値の評価について付録として収録した。

論文

低アスペクト比トカマク炉におけるアルファ粒子のリップル損失

谷 啓二*; 西尾 敏; 飛田 健次; 筒井 広明*; 三又 秀行*; 飯尾 俊二*; 青木 尊之*

電気学会論文誌,A, 129(9), p.569 - 574, 2009/09

低アスペクト比トカマク炉のリップル損失をモンテカルロコードで解析を行った。リップル損失はアスペクト比(A)に強く依存し、Aが2.5以上の領域ではAの8.8乗に比例することがわかった。このことは低アスペクト比トカマク炉においてはトロイダルコイルの個数を少なくできる可能性を有しており保守を容易にできることを意味する。

論文

Numerical study of the ripple resonance diffusion of alpha particles in tokamaks

三又 秀行*; 谷 啓二*; 筒井 広明*; 飛田 健次; 飯尾 俊二*; 嶋田 隆一*

Plasma and Fusion Research (Internet), 4, p.008_1 - 008_8, 2009/04

トカマクのリップル磁場中におけるアルファ粒子について、軌道追跡モンテカルロコードを用いて拡散係数のエネルギー依存性を調べた。拡散係数はリップル共鳴エネルギーから少し離れた高エネルギー及び低エネルギー側で増長され、ちょうど共鳴エネルギーと重なるところでは極小値を持つ、いわばM字型の依存性を持つことが明らかになった。リップル共鳴はバナナ粒子の歳差運動とリップルの位置が同じ位相で重なるために生ずるもので、粒子軌道のトロイダル角とポロイダル角の位相空間上に生ずるアイランド構造がこのような拡散係数のM字型の依存性を引き起こしている。このようなリップル共鳴拡散は核融合反応で生成したアルファ粒子の減速過程において顕著になると考えられる。

論文

Confinement of alpha particles in a low-aspect-ratio tokamak reactor

谷 啓二; 飛田 健治; 飯尾 俊二*; 筒井 広明*; 西尾 敏; 青木 尊之*

電気学会論文誌,A, 125(11), p.938 - 942, 2005/11

低アスペクト比トカマク炉VECTORにおけるアルファのリップル損失を軌道追跡モンテカルロコードを用いて検討した。リップル損失は、アスペクト比は小さくになるにしたがって急激に減少する。このため、VERCTORではアルファ粒子は非常によく閉じ込められる。低アスペクト炉における良好なアルファ粒子閉じ込めにより、プラズマ外側端近傍の真空容器に冷却機構を設け、トロイダル磁場コイル内径を30%程度大きくすることで、トロイダル磁場コイル数を6程度まで削減できることがわかった。

報告書

切粉の飛散状況及びフィルタ燃焼確認試験報告書

飛田 典幸; 岡田 尚; 嘉代 甲子男; 松本 正喜; 綿引 政俊; 仲田 啓二*; 権守 清美*

JNC-TN8430 2004-001, 125 Pages, 2004/12

JNC-TN8430-2004-001.pdf:143.53MB

平成15年4月21日(月)、プルトニウム燃料第三開発室地下1階の工程設備解体室の解体設備(グローブボックス)においてプレフィルタが損傷する火災事象が発生した。その直接的原因は、電動カッターにより発生した高温の切粉(火花)がプレフィルタまで飛散したことである。この直接的原因に対し、間接原因、潜在原因へと掘り下げた調査を実施した結果、電動カッターの砥石カバーを外して使用したこと、また衝立・飛散防止障壁が設置されていなかったことにより切り粉が広範囲に飛散したことがハード的な問題点として思考された。このため、対策案として、電動カッターには砥石カバーを取り付けて使用するとともに、切り粉のプレフィルタへの到達を防止する衝立を設置し、プレフィルタを不燃性のものに変更することが検討された。以上の調査・検討結果を受けて、火災発生の原因と対策案の妥当性を確認・評価するため、本確認試験を実施した。

論文

低アスペクト比トカマク炉のアルファ粒子閉じ込め

谷 啓二; 飛田 健次; 西尾 敏; 飯尾 俊二*; 筒井 広明*; 青木 尊之*

プラズマ・核融合学会誌, 80(11), p.931 - 934, 2004/11

軌道追跡モンテカルロコードを用いて、低アスペクト比トカマク炉(VECTOR)における核融合反応生成アルファ粒子のリップル損失を解析した。VECTOR中ではアルファ粒子はよく閉じ込められることがわかった。低アスペクト比トカマク中では、リップル損失のトロイダル磁場コイル数の依存性は非常に弱い。トロイダル角方向の損失粒子による第一壁熱負荷のピーキングファクタ2を仮定すると、プラズマ外側端のリップル値としては、第一壁に冷却機構が有る場合と無い場合で、1.5%と1.0%程度がそれぞれ許容されることがわかった。両者の場合において、トロイダル磁場コイル数としては4程度まで削減できることがわかった。

論文

ST炉におけるアルファ粒子閉じ込めに関する諸問題

谷 啓二; 飛田 健次; 西尾 敏; 飯尾 俊二*; 筒井 広明*; 青木 尊之*

電気学会プラズマ研究会資料 (PST-03-39), p.13 - 18, 2003/09

非円形断面トカマク炉におけるアルファ粒子のリップル損失の検討を軌道追跡モンテカルロ(OFMC)コードを用いて行った。また、負磁気シア配位の低アスペクト比コンパクト・トカマク炉におけるアルファ粒子のリップル損失をOFMCを用いて評価した。

論文

Energetic particle experiments in JT-60U and their implications for a fusion reactor

飛田 健次; 草間 義紀; 篠原 孝司; 西谷 健夫; 木村 晴行; Kramer, G. J.*; 根本 正博*; 近藤 貴; 及川 聡洋; 森岡 篤彦; et al.

Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.315 - 326, 2002/09

 被引用回数:8 パーセンタイル:47.03(Nuclear Science & Technology)

リップル損失とアルフヴェン固有モード(AEモード)を中心にJT-60Uにおける高エネルギー粒子実験の成果をまとめ、これらに基づいて核融合炉への展望を考察した。プラズマ表面でのリップル率が増加するにつれ、中性粒子入射(NBI)イオン,及び核融合生成トリトンの著しい損失を観測し、その損失は負磁気シアで顕著になることを明らかにした。リップル損失による第一壁への熱負荷は軌道追跡モンテカルロコードの予測と良く一致することを示した。イオンサイクロトロン(ICRF)少数イオン加熱及び負イオン源NBI(N-NBI)加熱時に多くのAEモードを観測した。観測した大部分のモードはギャップモードであり、これらからTAE,EAE,NAEモードを同定した。N-NBI加熱時にはバースト状のAEモードが発生することがあることを見出した。このとき不安定周波数の掃引現象が観測され、ビームイオン損失は25%に達することもある。リップル損失や高エネルギー粒子の加熱に関するこれらの研究では、高エネルギー粒子の振る舞いが古典理論または新古典理論で説明できることを明らかにし、核融合炉における高エネルギー粒子の特性を既存理論で定量的に予測できることを示した。AEモードに関しては、実験により核融合炉で起こりうるAEモードの定性的評価を可能にした。

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:25 パーセンタイル:33.07(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

Ripple losses of fast particles from reversed magnetic shear plasmas

飛田 健次; 濱松 清隆; 原野 英樹*; 西谷 健夫; 谷 啓二; 草間 義紀; 滝塚 知典; S.Putvinski*

Proc. of 24th European Physical Society Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics, 21A, p.717 - 720, 1997/00

負磁気シアプラズマでは通常磁気シアに比べ高速イオンの粒子損失が多いことを明らかにした。粒子損失はトロイダル磁場のリップルとともに増大することから、リップル輸送が粒子損失の原因となっていることが示唆される。軌道追跡モンテカルロコードを用いたシミュレーションの結果は実験結果に一致し、リップル輸送が粒子損失を引き起こしていることを裏づける。このコードを用いてITERの負磁気シア運転におけるアルファ粒子損失を評価した。この結果、アルファ粒子損失は25%程度となり、このときの第一壁への熱負荷は最大3.7MW/m$$^{2}$$に達する。ITERの真空容器に磁性体を装着すると最大熱負荷は1MW/m$$^{2}$$まで下がり、第一壁の熱負荷限界(5MW/m$$^{2}$$)を十分下回ることがわかった。

論文

Ripple induced fast ion loss and related effects in JT-60U

飛田 健次; 谷 啓二; 草間 義紀; 西谷 健夫; 池田 佳隆; 閨谷 譲; S.V.Konovalov*; 菊池 満; 小出 芳彦; 濱松 清隆; et al.

Nuclear Fusion, 35(12), p.1585 - 1591, 1995/00

 被引用回数:55 パーセンタイル:12.55(Physics, Fluids & Plasmas)

高速イオンのリップル輸送のモデルを検証するための実験をJT-60Uで行ってきた。リップルによって引き起こされる高速イオンの損失を中性子発生量の時間変化及び、第一壁への熱負荷から評価した。全リップル損失量、リップル捕捉・バナナドリフトによる部分損失量について実験と計測予測を比較した結果、いずれの損失量に対しても両者は一致した。この結果はリップル損失を支配する輸送が既存理論の枠内で良く説明されることを意味する。高速イオンの損失によってもたらされるプラズマ回転等の副次的効果についても述べる。

論文

Fast ion losses due to toroidal field ripple in JT-60U

飛田 健次; 谷 啓二; 西谷 健夫; 永島 圭介; 草間 義紀

Nuclear Fusion, 34(8), p.1097 - 1109, 1994/00

 被引用回数:44 パーセンタイル:18.05(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uにおいて、短パルス中性粒子ビーム入射後の中性子発生率の時間変化から、トロイダル磁場のリップルによる高速イオン損失を調べた。順方向通過粒子に対する拡散係数は約0m$$^{2}$$/sとなり、これは高速イオンの損失がないことを示す。一方、捕捉粒子の入射に対しては、リップル損失の特徴を示すパラメータ依存性が見られた。実験と軌道追跡モンテカルロ(OFMC)コードによる計算とを比較した結果、バナナドリフト損失の割合に依らず、OFMCは実験結果を良く説明することが明らかになった。以前JT-60Uで行なわれたリップル捕捉損失の結果を考慮すると、この結果は、OFMCコードがリップル捕捉損失だけでなくバナナドリフト損失も正しく評価していることを裏付ける。

論文

Ripple-trapped loss of neutral-beam-injected fast ions in JT-60U

飛田 健次; 谷 啓二; 閨谷 譲; A.A.E.VanBlokland*; 三浦 早苗*; 藤田 隆明; 竹内 浩; 西谷 健夫; 松岡 守; 武智 学*

Physical Review Letters, 69(21), p.3060 - 3063, 1992/11

 被引用回数:44 パーセンタイル:14.18(Physics, Multidisciplinary)

JT-60U第一壁面の熱負荷を測定し、中性粒子入射によって供給された高速イオンのトロイダル磁場リップルに帰因する粒子損失を調べた。その熱負荷はトロイダル/ポロイダル両方向に局在化し、リップル率または安全係数の増大に伴って増加した。リップル損失の実験値は、軌道追跡モンテカルロ計算と良く一致した。しかしながら、熱負荷が最大となる位置を、実験と計算とで比較すると、両者にはわずかな差異が認められた。この結果は、リップル捕捉イオンの軌道が、プラズマ中の径方向電場によって偏向されていることを示す。

論文

Two-dimensional measurement of heat load on the first wall due to fast ion ripple loss in JT-60U with near-perpendicular NBI

飛田 健次; 谷 啓二; 閨谷 譲; 竹内 浩; 三浦 早苗*; 西谷 健夫; 松岡 守

Proc. of the 1992 Int. Conf. on Plasma Physics,Vol. 16C, Part 1, p.I171 - I174, 1992/00

第一壁の表面温度測定により、高速イオンのリップル損失を調べた。リップル損失による熱流束のトロイダル方向の半値幅は安全係数とともに増加した。このことは、リップル井戸の形成領域が安全係数とともに拡大することを明白に示す。熱流束分布の測定結果を軌道追跡モンテカルロ計算と比べた結果、総熱流束には両者の一致が見られたが、熱スポットの位置は一致しなかった。この不一致は、プラズマ中に形成される内向きの径電場の効果によるものと考えられる。

論文

Helium ash exhaust studies with core fueling by a helium beam; L-mode divertor discharges with neutral-beam heating in the JT-60 tokamak

中村 博雄; 平山 俊雄; 小出 芳彦; 飛田 健次; 谷 啓二; 福田 武司; 久保 博孝; 栗山 正明; 草間 義紀; 逆井 章; et al.

Physical Review Letters, 67(19), p.2658 - 2661, 1991/11

 被引用回数:31 パーセンタイル:17.18(Physics, Multidisciplinary)

核融炉におけるヘリウム灰を模擬しているヘリウムビーム入射を行い、JT-60のNB加熱がダイバータ実験でヘリウム灰排気実験を実施した。NB加熱パワー10MW、プラズマ電流1MAの条件で、ヘリウムおよび水素中性粒子圧力の電子密度依存性を調べ、両方の圧力ともに電子密度の3乗に比例して増大することを明らかにした。また、ダイバータ部のヘリウム濃度の指標となるヘリウム濃縮係数は、0.25~0.5であり、電子密度に比例して増大することを明らかにした。このことは、高密度放電を行えば効率の良いヘリウム灰排気が可能であることを意味している。Lモードプラズマの場合、JT-60の実験結果を用いて核融合出力が1GWの炉で必要とされるヘリウム灰排気速度は、数十m$$^{3}$$/sと予想される。Hモード等の高閉じ込めモードの実験は、今後の重要課題である。

論文

Initial results of helium ash experiment in the JT-60 lower divertor

中村 博雄; 飛田 健次; 平山 俊雄; 小出 芳彦; 新井 貴; 栗山 正明; 久保 博孝; 草間 義紀; 杉江 達夫; 杉原 正芳; et al.

Fusion Technology, 18, p.578 - 582, 1990/12

核融合炉実現のためには、DT反応で生じたヘリウム灰の空プラズマ中での含有量を5~10%に制御する必要がある。以上から、ヘリウム灰排気特性は、トカマク実験での重要な課題である。しかし、従来の実験は、DIIIにおけるジュール加熱プラズマのみである。本報告は、JT-60の下側ダイバータ配位で、5~18MWのNB加熱を行い、ヘリウム灰排気特性を調べた。ヘリウムの補給は、ガスパフの他に、核融合炉でのヘリウム灰発生分布を模擬して、ヘリウムNB入射による中心補給も行った。以上の結果、NB加熱時には、高電子密度放電を実施して、ヘリウムが高リサイクリングとなり、ダイバータ部ヘリウム圧力を高く出来、ヘリウム灰排気が楽になることが明らかとなった。

口頭

Ripple loss of alpha particles in a low-aspect-ratio tokamak reactor

谷 啓二; 西尾 敏; 飛田 健次; 筒井 広明*; 三又 秀行*; 飯尾 俊二*; 青木 尊之*

no journal, , 

低アスペクト比トカマク炉(VECTOR)におけるアルファ粒子のリップル損失について軌道追跡モンテカルロコードを用いて検討した。現実的なトロイダル磁場コイルシステムでは、リップル損失はアスペクト比に非常に強く依存する(A$$>$$2.5においてA$$^{8.8}$$に比例)。また、低アスペクト比といえども、コイル数の削減は大きな損失を引き起こす。VECTORにおいてコイル数を12から6に削減するためにはコイルサイズを40%程度大きくする必要がある。フェライト板はアルファ粒子のリップル損失削減に非常に有効である。フェライト板を用いることにより、コイル数を6に削減する場合、コイルサイズの拡大は15%程度に緩和される。また、フェライト板を用いることにより、コイルサイズを大きくすることなくコイル数を12個から8個に削減できることがわかった。

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