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瀬口 忠男*; 春山 保幸; 杉本 雅樹
Radiation Physics and Chemistry, 85, p.124 - 129, 2013/04
被引用回数：6 パーセンタイル：44.86(Chemistry, Physical)超高分子量ポリエチレン(UHM-PE)やエチレンプロピレンゴム等のそれぞれ異なる分子構造を有するポリオレフィン系高分子材料について、真空中、-196
200
Cの温度範囲で
線を照射した際の発生ガスを定量分析し、放射線分解反応について調べた。主要な発生ガスは、高分子鎖の架橋が形成される際に生成する水素(H
)であり、微量成分としてメタン(CH
),エタン(CH
)等の炭化水素と二酸化炭素(CO),一酸化炭素(CO)が観察された。いずれの温度においても、吸収線量の増加に伴い発生ガス量は増大する傾向を示した。炭化水素系の発生ガス量は、側鎖のない直線状の分子構造のUHM-PEでは、他に比べて一桁以上少なくなることから、これらの発生ガスは、主鎖末端及び側鎖の切断によって生成するものと考えられる。また、CO, COは、UHM-PEを150Cで真空脱気すると観察されなくなることから、高分子材料中の残存酸素の反応により生成するものと考えられる。発生ガスの種類は分子構造とその分解反応、発生ガス量は吸収線量とよく対応することから、温度と吸収線量をパラメータとした定量評価が、放射線分解反応の解明に有用であることがわかった。
福本 直之*; 小川 宏明; 永田 正義*; 宇山 忠男*; 柴田 孝俊; 柏 好敏; 鈴木 貞明; 草間 義紀; JFT-2Mグループ
Fusion Engineering and Design, 81(23-24), p.2849 - 2857, 2006/11
被引用回数：7 パーセンタイル：46.22(Nuclear Science & Technology)JFT-2Mでは、兵庫県立大学との協力研究で先進燃料補給法であるコンパクト・トロイド(CT)入射による粒子補給法の開発を進めてきた。CTプラズマの性能(速度,密度)は、入射装置の生成電源,加速電源の性能に強く依存する。そのため、高性能で安定な電源が必要とされる。JFT-2M用入射装置の加速電源には、電流値400kA,立上がり時間10
s以下の高速大電流電源を使用している。通常このような電源のスイッチにはギャップスイッチが使用されるが、JFT-2M用入射装置では放電時のノイズを低減するため、イグナイトロンを使用した設計となっている。そのため、放電回路のインダクタンスの低減と耐電圧から生成電源では6本、加速電源では14本のイグナイトロンを使用する構成となった。これらのイグナイトロンを同時に駆動するために、印加するスタートパルスの波形や電圧を最適化した。その結果、生成電源,加速電源とも1s以下の精度で放電のタイミングを制御することができた。この電源を使用したCTプラズマの生成加速実験で、生成電源の放電開始から加速電源の放電開始までの遅延時間には最適値があり、1sの違いにより生成されるCTプラズマの性能が大きく変化することが明らかとなった。
小川 宏明; 小川 俊英; 都筑 和泰; 川島 寿人; 河西 敏*; 柏 好敏; 長谷川 浩一; 鈴木 貞明; 柴田 孝俊; 三浦 幸俊; et al.
Fusion Science and Technology, 49(2), p.209 - 224, 2006/02
被引用回数：3 パーセンタイル：24.26(Nuclear Science & Technology)JFT-2Mでは、コンパクト・トロイド(CT)入射による先進的燃料補給法の開発を進めてきた。JFT-2Mの実験において、初めてHモードプラズマ中にCTを入射することに成功し、Hモードとの両立を確認した。その際の粒子補給効率として最大40%を得た。また、トカマク中でのCTの上下方向のシフトや反射といったトカマク磁場との相互作用に起因するCTの挙動を実験的に解明した。さらにCT入射直後に発生する磁気揺動の解析から、この揺動がCT磁場とトカマク磁場との磁気リコネクションを通じた粒子解放過程に関連することを明らかにした。同時に、入射装置の改良によるCTパラメータ(密度,速度)の向上や湾曲輸送管を用いたCT輸送実験を行い大型装置に適用する際の技術開発を進めた。
都筑 和泰; 木村 晴行; 川島 寿人; 佐藤 正泰; 神谷 健作; 篠原 孝司; 小川 宏明; 星野 克道; Bakhtiari, M.; 河西 敏; et al.
Nuclear Fusion, 43(10), p.1288 - 1293, 2003/10
被引用回数：39 パーセンタイル：74.57(Physics, Fluids & Plasmas)JFT-2Mでは、原型炉のブランケット構造材料の候補である低放射化フェライト鋼とプラズマとの適合性を調べる実験を進めてきている。昨年度にはフェライト鋼内壁を真空容器内に全面的に設置する作業を行い、今年度より実験を開始している。プラズマ生成,制御は問題なく行われ、金属不純物の放出も検出限界以下であった。改善閉じ込め(Hモード)も実現され、そのしきいパワーもこれまでと同等であった。プラズマ安定性に関してもこれまでの所悪影響は観測されておらず、規格化
が3を超える放電との共存性も示された。高速イオンのリップル損失に関しても顕著な低減が実証された。以上のように、フェライト鋼の悪影響は小さく、有望な結果を得ている。JFT-2Mでは、その他にも先進的、基礎的な研究を行っている。先進的粒子供給手法であるコンパクトトロイド(CT)入射実験においては、再現性よくプラズマ中へ入射が行われ、CT入射に伴う密度の急上昇が初めて明確に観測された。
春山 保幸; 須永 博美; 荒川 和夫; 瀬口 忠男
JAERI-Tech 2002-084, 105 Pages, 2002/11
JAERI-Tech-2002-084.pdf:2.01MB
ポリエチレン(PE)を真空中で線照射すると、水素ガスが発生し、その量は全発生ガスの99%を越え、線量にほぼ比例している。しかし線量が大きくなると、徐々に比例関係からずれて飽和する傾向を示す。この定量的な関係をPEに生成する2重結合による放射線分解の保護効果のモデルで解析した。超高分子量PEは水素ガス発生の割合がより高く、かつ再現性が高いことから、線の線量計に応用できる。数kGyから約10MGyの広い線量範囲に渡り、99%の精度で計測できる。
永田 正美*; 福本 直之*; 小川 宏明; 小川 俊英; 上原 和也; 新美 大伸*; 柴田 孝俊; 鈴木 喜雄; 三浦 幸俊; 粥川 尚之*; et al.
Nuclear Fusion, 41(11), p.1687 - 1694, 2001/11
被引用回数：12 パーセンタイル：38.33(Physics, Fluids & Plasmas)コンパクトトロイド(CT)プラズマと外部磁場及びトカマクプラズマとの相互作用をJFT-2M並びにFACT装置を用いて実験的に研究した。JFT-2Mにおいて高速カメラによりCTプラズマの垂直方向のシフトを観測した。またダブルプローブ計測によりBe=1.0~1.4Tの範囲では、JFT-2Mプラズマのセパラトリックス近傍にまでCTプラズマが到達しており、さらにその後につづくトレーリングプラズマと言われる低速低密度プラズマの存在を明らかにした。さらにCTの磁場とトロイダル磁場とのリコネクションに関連した大振幅の揺動を観測した。FACT装置における外部磁場印加時のトリフト管中の挙動の観測結果をもとに、垂直方向のシフトはガン電流と外部磁場とのローレンツ力によるものであり、またトレーリングプラズマの侵入は分極電流による制動力がホール効果により減衰することによることを明らかにした。
小川 俊英; 小川 宏明; 三浦 幸俊; 新美 大伸*; 木村 晴行; 柏 好敏; 柴田 孝俊; 山本 正弘; 福本 直之*; 永田 正義*; et al.
Journal of Nuclear Materials, 290-293, p.454 - 458, 2001/03
被引用回数：7 パーセンタイル：48.81(Materials Science, Multidisciplinary)JFT-2Mではコンパクト・トロイド(CT)入射による燃料供給の研究を行っている。CT入射実験はシングルヌル・ダイバータ配位で、トロイダル磁場B
=0.8~1.3T,プラズマ電流I
=140~240kAの条件で行った。CT入射装置からトロイダル方向に67.5度離れた垂直方向の軟X線検出器アレイでCT進入の様子を観測した。B=0.8TではCT入射直後、OH及びNBI加熱プラズマ中で大半径方向に非対称な軟X線分布の形成を観測した。同時に50s程度継続する大振幅の磁気揺動(
100kHz)を観測した。CTの速度がプラズマ入射ではこれまでの最高の300km/sが得られ、この時の電子密度の上昇率は1.2
10
m
/sに達した。これはこれまでの実験条件(
~200km/s)で得られた値の約3倍に相当する。上記の条件ではCT入射直後に軟X線検出器の高磁場側端チャンネルを含むすべてのチャンネルに応答があった。同じトロイダル磁場強度では、より運動エネルギーの大きいCTほど進入が深く、またCTの進入が深いほどCT入射直後の線平均電子密度の上昇率が高くなることが明らかになった。
新美 大伸*; 小川 俊英; 小川 宏明; 福本 直之*; 木村 晴行; 三浦 幸俊; 柴田 孝俊; 永田 正義*; 谷津 茂男*; 宇山 忠男*; et al.
Proceedings of 2000 International Congress on Plasma Physics (ICPP 2000), Vol.3, p.768 - 771, 2000/00
CT入射時の磁気揺動解析により波動を同定することは、CTの挙動やトカマクプラズマ中に誘起される不安定性等を理解するうえで重要である。そこで真空磁場中及びトカマクプラズマ中にCTを入射した時に得られた磁気揺動に対して時間-周波数解析を行った。その結果、真空磁場中へ入射した場合及びCTが深く侵入していない場合では入射直後に100kHz程度のスペクトルが得られ、それが急速に減衰するのに対し、CTが深く侵入した場合には、緩やかにチャーピングする周波数変化が得られ、その周波数はコネクションレングスに対応した波長を持つアルヴェン波に近い値を示した。
小川 俊英; 福本 直之*; 永田 正義*; 小川 宏明; 前野 勝樹; 長谷川 浩一; 柴田 孝俊; 宇山 忠男*; 宮沢 順一*; 河西 敏; et al.
Nuclear Fusion, 39(11Y), p.1911 - 1915, 1999/11
被引用回数：32 パーセンタイル：69.32(Physics, Fluids & Plasmas)姫路工大で開発したコンパクトトロイド(CT)入射装置を用いて同大学と共同で行っているJFT-2MプラズマへのCT入射実験について報告する。プラズマ中へ入射したCTは磁場の圧力を受けて進入するため、CTの運動エネルギーと磁場強度で進入距離が決まる。トロイダル磁場を0.8Tまで下げるとCT入射に伴い、多チャンネル軟X線計測器の中心コードに信号が増加する放電が得られた。このとき電子密度は急上昇し、マイクロ波干渉計の中心コードで1.710
m/sの線平均電子密度の上昇率が得られている。軟X線計測器の信号が増加する最も内側のチャンネルからCTの進入を評価すると、CTの加速電圧やトロイダル磁場強度を変えた放電から、電子密度の上昇率は進入距離に依存することがわかった。Hモード中へのCT入射を試み、トロイダル磁場0.8Tで1.910m/sの電子密度上昇率が得られた。
線によるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の放射線架橋技術の開発池田 重利*; 笠井 昇; 大島 明博*; 草野 広男*; 春山 保幸; 瀬口 忠男
JAERI-Tech 99-005, 37 Pages, 1999/02
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に
Co-線を照射して架橋させる照射容器を製作し、架橋の研究を行った。線を使用すると、厚肉の試料や複雑な形状の試料について適切な架橋が可能であった。また、照射による試料の温度上昇が小さく、試料の温度を一定に制御できた。
小川 宏明; 三浦 幸俊; 福本 直之*; 長谷川 浩一; 川島 寿人; 前野 勝樹; 永田 正義*; 仙石 盛夫; 柴田 孝俊; 河西 敏; et al.
Journal of Nuclear Materials, 266-269, p.623 - 628, 1999/00
被引用回数：12 パーセンタイル：66.4(Materials Science, Multidisciplinary)本講演では、JFT-2Mのバッフル板付ダイバータプラズマの特性、ダイバータ板へバイアス電圧を印加した効果及びコンパクトトロイド入射による燃料注入法について発表する。JFT-2Mの閉ダイバータでは、OH加熱時には平均電子密度が2-2.510
mからデタッチメントが始まるが、完全デタッチメントには至っていない。またバイアス電圧印加により粒子フローを制御し、バッフル効果及びダイバータ特性を著しく向上させることが明らかとなった。さらに新しい燃料供給法としてコンパクトトロイド入射装置を据付け、11月より実験を開始した。初期的な結果ではOHプラズマへの入射で一周電圧、放射損失の低下及び蓄積エネルギーの速い増加などの良好な入射特性が得られた。
福本 直之*; 藤原 誠*; 倉本 啓司*; 上石 雅也*; 永田 正義*; 宇山 忠男*; 小川 宏明; 河西 敏; 長谷川 浩一; 柴田 孝俊
Proceedings of American Physical Society 39th Annual Meeting of the Division of Plasma Physics, 1 Pages, 1997/00
スフェロマック型コンパクト・トーラス(CT)加速・入射実験が姫路工業大学CT入射装置(HIT-CTI)を用いて行われてきた。我々は、この実験により、CT入射によるトカマクの粒子補給、密度制御、電流駆動、周辺電場制御等の可能性を探ろうとしている。HIT-CTIでは、速度200km/s、密度110mのCTを生成することに成功している。そして現在、新しく電極と電源を製作しており、1997年秋に日本原子力研究所のJFT-2Mトカマク装置にHIT-CTIを設置する予定である。新設の電源の特徴として、生成用電源(144F,20kV)と加速用電源(92.4F,40kV)が外部電極側で正極側共通アースとなっていることが挙げられる。講演の発表では、姫路工業大学でのCT入射装置の予備試験とJFT-2Mで行われる初期CT入射実験の結果を報告する。
神吉 隆司*; 徳田 伸二; 宇山 忠男*
JAERI-Research 95-050, 29 Pages, 1995/07
JAERI-Research-95-050.pdf:1.29MB
抵抗性MHD安定性解析で不可欠な接続データを求める数値計算法では、固有値問題とそれに伴う特異方程式を解く必要がある。このため、固有値問題と特異方程式を反復的に解く、数値解法を開発した。固有値問題は等価な非線形方程式に置き換えられ、この方程式に対してNewton法を適用すると特異方程式が導かれる。この方法では、高速の反復解法であるMulti-Grid Method(MGM)が適用できる。モデル方程式を用いて、この方法で得られる固有値及び固有ベクトルの収束性とCPU時間について調べた。数値計算結果から、この方法が固有値問題と特異方程式を数値的に安定でかつ高精度に求めることができる有効な方法であることを確認した。また、MGMの改良によって、直接法で解くよりもCPU時間が約50分の1短い高速解法を開発した。
春山 保幸; 大島 明博*; 池田 重利*; 須永 博美; 滝沢 春喜; 瀬口 忠男
JAERI-Tech 95-003, 18 Pages, 1995/02
高分子等を高温で電子線照射する場合には、従来は試料支持台に熱媒体を流通させるか、直接電気ヒーターで加熱するかの方法がとられていた。しかし、その方法では熱伝導のための試料温度の均一性が得られないこと、また、電子線を照射すると試料温度が局所的に上昇して温度の制御ができなくなるなど、高温下での照射に著しい困難があった。本研究開発において、雰囲気に不活性ガスを用い、その対流によって照射物質の温度を制御する方法により、電子線を照射する容器を開発した。この容器を用いて、高分子のシートを200Cから400Cの範囲で制御でき、均一温度下で照射することが可能となった。
線と電子線の照射効果の比較春山 保幸; 森田 洋右; 瀬口 忠男; 田中 隆一; 金沢 孝夫; 四本 圭一; 吉田 健三
JAERI-M 88-197, 31 Pages, 1988/10
高分子材料の劣化に対する線と電子線の照射効果を比較するために、7種類の高分子絶縁材料(ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコンゴム、天然ゴム、ふっ素ゴム、エチレン酢酸ビニール共重合体、ブチルゴム)を選んだ。各高分子は真空中室温で線と電子線で照射した。線量測定は線では電離箱を用い、電子線ではCTA線量計を使用して、各高分子絶縁材料に対する吸収線量を求めた。照射後、高分子の劣化は分解ガス発生量、ゲル分率および膨潤比の測定、引張試験の3種類の方法で行った。
