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論文

Overview of high priority ITER diagnostic systems status

Walsh, M.*; Andrew, P.*; Barnsley, R.*; Bertalot, L.*; Boivin, R.*; Bora, D.*; Bouhamou, R.*; Ciattaglia, S.*; Costley, A. E.*; Counsell, G.*; et al.

Proceedings of 23rd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2010) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/03

The ITER device is currently under construction. To fulfil its mission, it will need a set of measurement systems. These systems will have to be robust and satisfy many requirements hitherto unexplored in Tokamaks. Typically, diagnostics occupy either a removable item called a port plug, or installed inside the machine as an intricate part of the overall construction. Limited space availability has meant that many systems have to be grouped together. Installation of the diagnostic systems has to be closely planned with the overall schedule. This paper will describe some of the challenges and systems that are currently being progressed.

論文

Structure of $$^{33}$$Mg sheds new light on the $$N$$=20 island of inversion

Kanungo, R.*; Nociforo, C.*; Prochazka, A.*; 宇都野 穣; Aumann, T.*; Boutin, D.*; Cortina-Gil, D.*; Davids, B.*; Diakaki, M.*; Farinon, F.*; et al.

Physics Letters B, 685(4-5), p.253 - 257, 2010/05

 被引用回数:34 パーセンタイル:87.56(Astronomy & Astrophysics)

ドイツ重イオン研究所(GSI)にて、$$^{33}$$Mg核の最外殻の中性子軌道についての情報を得ることを目的として、898A MeVの中性子過剰核$$^{33}$$Mgビームを炭素標的に当てて1中性子を分離する反応の縦運動量分布を測定した。得られた運動量分布の幅が狭いことから、最外殻の中性子軌道は単純な殻模型的な軌道である、$$f_{7/2}$$軌道でなく、$$p_{3/2}$$軌道が多く混入していることがわかった。この領域をよく記述できるSDPF-M相互作用を用いたモンテカルロ殻模型計算によって束縛状態の分光学的因子を計算し、それをグラウバー模型に代入して運動量分布を計算した。その結果、これまでよく使われてきた有効相互作用による核構造計算では$$f_{7/2}$$成分が多すぎたが、$$p_{3/2}$$の1粒子エネルギーを下げることによって実験値を再現することに成功した。

論文

One-neutron removal measurement reveals $$^{24}$$O as a new doubly magic nucleus

Kanungo, R.*; Nociforo, C.*; Prochazka, A.*; Aumann, T.*; Boutin, D.*; Cortina-Gil, D.*; Davids, B.*; Diakaki, M.*; Farinon, F.*; Geissel, H.*; et al.

Physical Review Letters, 102(15), p.152501_1 - 152501_4, 2009/04

 被引用回数:146 パーセンタイル:96.82(Physics, Multidisciplinary)

中性子過剰核$$^{24}$$Oの一中性子ノックアウト反応によって得られた$$^{23}$$Oの運動量分布をドイツ重イオン研究所(GSI)にて測定した。得られた幅の狭い運動量分布から、$$^{23}$$Oは$$s$$波が支配的であることがわかり、$$^{23}$$Oの基底状態は1/2$$^+$$であることがわかった。さらに、得られた運動量分布をグラウバー模型による理論値でフィッティングすることにより、$$^{24}$$Oからの一中性子ノックアウト反応に対する分光学的因子が$$S=1.74pm0.19$$が得られた。この値は、独立粒子模型極限の2に近いことから、$$^{24}$$Oのフェルミ面にいる中性子がほぼ$$s$$状態のみに存在することが明らかとなった。この結果は、殻模型計算の値1.769と非常に近く、殻模型により予言されている新魔法数16の存在を明らかにした。

論文

ITER vacuum vessel, in-vessel components and plasma facing materials

伊尾木 公裕*; Barabash, V.*; Cordier, J.*; 榎枝 幹男; Federici, G.*; Kim, B. C.*; Mazul, I.*; Merola, M.*; 森本 将明*; 中平 昌隆*; et al.

Fusion Engineering and Design, 83(7-9), p.787 - 794, 2008/12

 被引用回数:18 パーセンタイル:77.84(Nuclear Science & Technology)

本論文はITER真空容器,ブランケット・リミタなど炉内機器、及びダイバータに関する活動状況について報告する。主な成果は以下の通りである。(1)真空容器の設計は製作性,組立工程,コストを考慮してより詳細な設計を実施した。参加極の協力のもと実施された製作性研究の結果、通常の真空容器セクター設計がほぼ完了した。(2)6極のブランケットモジュール調達分担が決まり、ブランケットモジュール設計は参加極の協力により進展した。事前評価試験のためのモックアップの製作が進んでおり、2007年から2008年にかけて試験される予定である。(3)ダイバータに関する活動もITERプロジェクトスケジュールに従い、調達に向けて進展した。

論文

Design progress of the ITER in-wall shielding

森本 将明; 伊尾木 公裕; 寺澤 充水; Utin, Y.*

Fusion Science and Technology, 52(4), p.834 - 838, 2007/11

 被引用回数:1 パーセンタイル:11.92(Nuclear Science & Technology)

壁内遮蔽は、ITER真空容器の二重壁間に設置される。主な目的は中性子遮蔽とトロイダルリップルの低減である。このためにボロン1$$sim$$2%添加ステンレス鋼とフェライト鋼SS430が用いられる。最近の真空容器の設計進捗に適合するように壁内遮蔽の設計を見直した。その際、延性に乏しいボロン添加鋼に過大な力がかからないよう、構造を工夫した。また、想定される真空容器の製作誤差に対し、確実に組立ができるよう、部材の寸法や、部材間のギャップを決定した。ディスラプション時に作用する電磁力が極小になるように遮蔽体の構造や固定方法を工夫した。電磁力解析の結果、遮蔽体に作用する電磁力は十分に小さいことがわかり、設計の妥当性が裏付けられた。また、フェライト鋼に作用する静磁力も電磁力解析により求めた。これらの電磁力荷重に対し構造解析を実施し、応力が許容値を下回ることを確認した。以上の検討により、シンプルで強固な遮蔽体を設計することができた。

論文

Design progress of the ITER vacuum vessel sectors and port structures

Utin, Y.*; 伊尾木 公裕; Alekseev, A.*; Bachmann, C.*; Cho, S. Y.*; Chuyanov, V.*; Jones, L.*; Kuzmin, E.*; 森本 将明; 中平 昌隆; et al.

Fusion Engineering and Design, 82(15-24), p.2040 - 2046, 2007/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:19.85(Nuclear Science & Technology)

ITER真空容器の最近の設計進捗を報告する。ITERが建設段階に移行するに伴い、真空容器の設計は、さらなる高性能化に加え、製作性向上とコスト低減に着目して進められている。真空容器の代表的なセクターである第一セクターの設計は、製作性検討の成果を取り込むことで、ほぼ完成に近づいている。他のセクターも、中性粒子入射装置との取り合いポートを有する第二,第三セクターを中心に設計を進めている。真空容器壁内遮蔽については、概念設計を改良し、より詳細な設計を進めている。真空容器設計と平行して、ポートの設計も進行中である。特に、中性粒子入射ポートは、中性粒子からの熱負荷を除去する高熱負荷機器の設計進捗が顕著である。これらの設計は、構造解析によって健全性が確認されている。

論文

ITER limiters moveable during plasma discharge and optimization of ferromagnetic inserts to minimize toroidal field ripple

伊尾木 公裕; Chuyanov, V.*; Elio, F.*; Garkusha, D.*; Gribov, Y.*; Lamzin, E.*; 森本 将明; 嶋田 道也; 杉原 正芳; 寺澤 充水; et al.

Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 8 Pages, 2007/03

ITERの真空容器と容器内構造物について2つの重要な設計改善が行われた。一つはプラズマ放電中に位置調整可能なリミタの導入であり、もう一つはトロイダル磁場リップルをさらに軽減するための、強磁性体挿入物の配置最適化である。新しいリミタ設計では、プラズマがダイバータ配置になると、リミタを約8cm引っ込ませることができる。これにより、デスラプションやELMなどによる熱負荷を軽減し、また、ICRHのカップリングを改善できる可能性がある。強磁性体挿入物については、真空容器水平ポートにおけるNB用と通常のものとの配置の相違による複雑さのため、この周辺で設置していなかった。しかしながら、そのため、1%という比較的大きいリップル,約10mmの磁力線の波打があることが明確となり、強磁性体挿入物を追加することとした。

論文

Selection of design solutions and fabrication methods and supporting R&D for procurement of ITER vessel and FW/blanket

伊尾木 公裕*; Elio, F.*; 丸山 創; 森本 将明*; Rozov, V.*; Tivey, R.*; Utin, Y.*

Fusion Engineering and Design, 74(1-4), p.185 - 190, 2005/11

 被引用回数:5 パーセンタイル:37.38(Nuclear Science & Technology)

ITERでは真空容器の発注仕様書の準備が進行している。また、真空容器及び第一壁・ブランケット設計についても進展があった。例えば、インボードの上部及び下部においては、えび管に代わり3次元プレスの採用があり、これにより、製造方法や非破壊検査を簡略化できる。第一壁のプラズマ対向面はリーディング・エッジ問題を回避するために形状最適化を行った。第一壁パネルの中央支持ビームにはレース・トラック形状を選択することにより、より強固な構造強度と、遮蔽ブロックにおいて簡潔な冷却流路設計が可能となり、圧損は$$sim$$0.05MPaまで下げることができた。R&D開発については、溶接部での20度あるいは30度の浅い入射角の超音波検査において良好なSN比を得るための試験が進行中である。また、非定常時における自然循環冷却を実証するために試験が実施された。

論文

ITER nuclear components, preparing for the construction and R&D results

伊尾木 公裕*; 秋場 真人; Barabaschi, P.*; Barabash, V.*; Chiocchio, S.*; Daenner, W.*; Elio, F.*; 榎枝 幹男; 江里 幸一郎; Federici, G.*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 329-333(1), p.31 - 38, 2004/08

 被引用回数:13 パーセンタイル:66.18(Materials Science, Multidisciplinary)

ITER主要コンポーネントの発注仕様書の準備が現在進行中である。製造方法や非破壊検査法などを考慮しつつ炉構造機器(真空容器や容器内機器)の詳細設計を現在行っている。R&D開発については、20度あるいは30度の入射角の超音波試験,2チャンネルモデルによる流量配分の試験,第一壁のモックアップやパネルの製造及び試験,ハウジングを含めた全システムとしてのフレキシブル支持構造の試験,リーク試験のための予備真空領域を設けた同軸冷却管接続の試験,ダイバータの垂直ターゲットのプロトタイプの製造と試験などが行われた。こうした結果により、設計の成立性について確信を与えるとともに、低コストの代替え製造法の可能性を示すものである。

論文

Design improvements and R&D achievements for vacuum vessel and in-vessel components towards ITER construction

伊尾木 公裕*; Barabaschi, P.*; Barabash, V.*; Chiocchio, S.*; Daenner, W.*; Elio, F.*; 榎枝 幹男; Gervash, A.*; Ibbott, C.*; Jones, L.*; et al.

Nuclear Fusion, 43(4), p.268 - 273, 2003/04

 被引用回数:19 パーセンタイル:53.74(Physics, Fluids & Plasmas)

ITERの真空容器や容器内コンポーネントの基本設計概念は変わっていないが、信頼性向上,メインテナンス性改善,コスト低減の観点から、設計の詳細において幾つかの点の改良を検討した。真空容器のR&Dにおける最も大きな成果は必要な製作組立精度の実証である。さらに最近ポートの切断による変形量を測定し、その値が十分小さいことを確認した。また、厚板の溶接,切断、及び超音波非破壊検査に関する先進技術の開発をさらに進めた。第一壁/ブランケットとダイバータのR&Dについては、第一壁パネル,ブランケット遮蔽ブロック,ダイバータのフルスケールのモックアップの製作に成功し、設計条件を満たす技術を開発することができた。

論文

Design and thermal/hydraulic characteristics of the ITER-FEAT vacuum vessel

小野塚 正紀*; 伊尾木 公裕*; Sannazzaro, G.*; Utin, Y.*; 吉村 秀人*

Fusion Engineering and Design, 58-59, p.857 - 861, 2001/11

 被引用回数:14 パーセンタイル:70.96(Nuclear Science & Technology)

ITER-FEAT真空容器の構造設計と熱流動特性に関する考察に関する最近の成果について報告する。ブランケットモジュールが真空容器に直接指示されるために、モジュールの支持構造は二重容器内部に設置され、二重壁の補強リブの一部を削減し、真空容器構造の簡素化が図られる。真空容器の構造健全性はリブと部分的に付加された補強リブ付きのモジュール支持構造体により確保される。製作性と準拠する設計基準を考慮した詳細設計についても紹介する。熱応力を抑えるために、真空容器冷却には高い熱除去能力が必要とされる。容器壁への熱負荷により冷却水に自然循環が期待され、低流速領域において熱伝達率の向上が図られる。

論文

Design and analysis of the vacuum vessel for RTO/RC-ITER

小野塚 正紀*; 伊尾木 公裕*; Johnson, G.*; 児玉 徹彦*; Sonnazzaro, G.*; Utin, Y.*

Fusion Engineering and Design, 51-52(Part.B), p.249 - 255, 2000/11

 被引用回数:5 パーセンタイル:38.85(Nuclear Science & Technology)

低技術目標/低コスト化ITER向け真空容器の設計は進展を続けている。低コスト化ITERの真空容器は高真空と放射化材との境界を形成し、崩壊熱等の除去に寄与する。低コスト化ITERの真空容器は、基本的には以前の容器と同じである。しかし、バックプレートを削除するオプションでは2つの基本設計変更がなされる。すなわちブランケットモジュールは容器に直接支持されるとともに、ブランケット冷却水路は構造上容器の一部とした。さらに、プラズマの上下安定性の向上、モジュール第一壁の位置設定のために「tight fitting」形状を採用し、各種電磁力及び応力の推定を行うために真空容器の3次元モデルを作り解析を実施した。VDE、冷却水圧力等により最大応力は容器下部の支持部分に見受けられたが、部分補強にてその低減が図られる。モジュールが直接支持される容器部分の応力評価のために局部モデルも作られた。さらに容器及びブランケットへの冷却水条件の差、及び核発熱に起因する熱応力の評価も実施した。真空容器の構造設計及び応力評価を完結させるには一層の解析が必要とされるが、現状までの評価では容器の構造は成立性があると思える。

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