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垣内 一雄; 山内 紹裕*; 天谷 政樹; 宇田川 豊; 北野 剛司*
Proceedings of TopFuel 2022 (Internet), p.409 - 418, 2022/10
In order to examine the influence of cladding microstructural changes upon the mechanical property of the fuel cladding under LOCA conditions in a more direct and quantitative manner, the nanoindentation method has been applied to Zircaloy-4 cladding specimens after LOCA simulated tests (about 1473 K, ECR 20%, quench at 973 K after slow cooling); results for two specimens taken from the rupture opening part and secondary hydriding part were compared. In addition to hardness and Young's modulus, the plastic work fraction that corresponds to the relative ductility was evaluated from the load-displacement curve. The plastic work fraction at the secondary hydriding part was found to be obviously lower than that at the rupture opening part and closer to that in 
-Zr(O) layers beneath the outer surface. This result from the nanoindentation method agrees with the conventional knowledge about low ductility at the secondary hydriding part.
垣内 一雄; 宇田川 豊; 山内 紹裕*
JAEA-Research 2022-001, 21 Pages, 2022/06
JAEA-Research-2022-001.pdf:1.84MB
冷却材喪失事故(LOCA)時想定される被覆管脆化の主たる要因は、高温酸化に伴う金属層中酸素濃度の増大とこれに起因する微細組織の変化である。被覆管が破裂した場合には、燃料棒内に侵入した水蒸気によって生じる被覆管内面の酸化及びこれに伴う燃料棒内水素分圧の上昇の結果、破裂開口部からやや離れた軸方向位置で局所的な水素吸収が起こり(二次水素化)、二次水素化部では水素脆化による延性低下も重畳する。これら微細組織の変化がLOCA条件下における燃料棒の機械特性に及ぼす影響をより詳細かつ定量的に把握するため、LOCA模擬試験後試料の破裂開口部及び二次水素化部の延性評価にナノインデンテーション法を適用した。硬さやヤング率に加えて、押込み荷重-変位曲線から算出される塑性仕事割合を評価したところ、二次水素化部の金属層(prior-
相)における塑性仕事割合は、被覆管外周のZrO
層と-Zr(O)層に近い水準であり、破裂開口部に比べて酸素濃度が低いにもかかわらず、水素の影響により有意に延性が低下していることが示唆された。
山内 恵美子*; 渡辺 立子; 及川 美代子*; 藤本 浩文*; 山田 明徳*; 斎藤 公明; 村上 正弘*; 橋戸 和夫*; 土田 耕三*; 高田 直子*; et al.
Journal of Insect Biotechnology and Sericology, 77(1), p.17 - 24, 2008/02
PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)法を用いて、Cs-137
線照射によるpBR322プラスミドDNAの両方の鎖それぞれに生じた1本鎖切断の収率を測定する方法を確立した。本研究では、PCRによる増幅を経時的に測定することで、増幅率をreal-time PCRがDNA切断数の収量の絶対値測定に応用・有用であることを初めて示した。この方法によるSSB収率の実験結果は、モンテカルロシミュレーションによる計算結果と非常によい一致を示したことによっても実証された。
河西 敏*; 神谷 健作; 篠原 孝司; 川島 寿人; 小川 宏明; 上原 和也; 三浦 幸俊; 岡野 文範; 鈴木 貞明; 星野 克道; et al.
Fusion Science and Technology, 49(2), p.225 - 240, 2006/02
被引用回数：3 パーセンタイル：24.08(Nuclear Science & Technology)約30台の計測装置から構成されているJFT-2Mの計測診断システムは、プラズマ生成,制御,平衡,安定性,閉込め,NBIやRF(LH, ICRF, ECH)による加熱,RFによる電流駆動の研究に使用されてきた。このうち、運動シュタルク効果を利用した偏光計,荷電交換反応分光器,重イオンビームプローブ,飛行時間測定法による中性粒子測定器等は、Hモード,高リサイクリング定常(HRS)Hモードの閉込め改善機構の解明や運転領域の探求に貢献した。赤外テレビカメラ,損失イオンプローブは、リップル損失粒子による壁への熱負荷,主プラズマからの損失するイオンに関する研究でそれぞれ重要な役割を果たした。この論文は、これらの計測機器についてレビューしたものである。
都筑 和泰*; 木村 晴行; 草間 義紀; 佐藤 正泰; 川島 寿人; 神谷 健作; 篠原 孝司; 小川 宏明; 上原 和也; 栗田 源一; et al.
Fusion Science and Technology, 49(2), p.197 - 208, 2006/02
被引用回数：11 パーセンタイル：60.11(Nuclear Science & Technology)低放射化フェライト鋼は核融合原型炉のブランケット構造材の有力候補である。しかし、強磁性体であるため、プラズマの生成,制御,閉じ込め,安定性等に悪影響を与えることが懸念されていた。また、酸素不純物の吸蔵量が大きいことから、プラズマ中に不純物を放出することも懸念された。JFT-2Mでは段階的にフェライト鋼を導入して適合性試験を進めた。その最終段階では、真空容器内壁の全面にフェライト鋼を設置して実験を行った。プラズマ生成,制御に関しては、フェライト鋼によって生成される磁場が、外部磁場の10%程度であり、トカマクプラズマが既存の制御系で生成可能であることを示した。また、高規格化ベータプラズマに対する適合性を調べる実験を行い、フェライト鋼壁の存在下でも原型炉の運転領域に相当する規格化ベータ3.5程度のプラズマが生成できることを実証した。壁に近づけると不安定性の成長速度が遅くなることを示し、フェライト鋼壁が非磁性導体壁と同様の壁安定化効果を持つことを示した。低ベータでのロックトモード,Hモード遷移等にも悪影響は観測されなかった。以上のように、フェライト鋼の原型炉への適用に対し見通しを与える結果が得られた。
三浦 幸俊; 旭 芳宏*; 花田 和明*; 星野 克道; 居田 克巳*; 石毛 洋一*; 河西 敏; 河上 知秀; 川島 寿人; Maeda, M.*; et al.
Fusion Energy 1996, p.167 - 175, 1997/05
ダイバータバイアスのL/H遷移パワーに与える効果についてまとめたものである。JFT-2Mの上シングルヌルプラズマ配位において、下シングル閉ダイバータ用の外側バッフル板に正のバイアス電圧を印加するとスクレイプオフ層(SOL)に負の径電場が形成され、またバッフル板からダイバータ板へSOL電流が流れる。これらの効果により、ダイバータ部に中性粒子が圧縮されるダイバータ効果が助長される。この中性粒子のダイバータ部への圧縮がL/H遷移パワー減少に対して効果的であることを明らかにした。また、強力なガスパフも過渡的に中性粒子をダイバータ部に圧縮し同様な効果があることを示した。これらの結果は、イオン損失によるL/H遷移理論を支持している。
花田 和明*; 篠原 孝司*; 長谷川 真*; 白岩 俊一*; 遠山 濶志*; 山岸 健一*; 大舘 暁*; 及川 聡洋; 戸塚 裕彦*; 石山 英二*; et al.
Fusion Energy 1996, p.885 - 890, 1997/05
H-L遷移時にプラズマ周辺で起こっている現象を静電プローブにより測定し、その因果関係について調べた結果をまとめたものである。ピンを12本つけた静電プローブにより、スクレイプオフ層から主プラズマまでの領域を測定した。最前面にある3本ピンをトリプルプローブとして使用し、電子温度(T
)と密度(n)を決定し、他のピンでは浮遊電位を測定した。浮遊電位と電子温度から求めた空間電子により径電場(E
)を決定し揺動との関係を調べた。結果は、初めにセパラトリックス内に形成された負の径電場が減少し、次に揺動レベルの増大が起こり、電子温度が減少し、その後He光の増大が起こっていることを明らかにした。ここで、H-モード中に形成されている負の径電場は、-22kV/mであり、電子温度減少の直前で-8kV/mであった。またこの変化に要した時間は約200
secである。
=3 disruption by electron cyclotron heating in the JFT-2M tokamak星野 克道; 森 雅博; 山本 巧; 玉井 広史; 荘司 昭朗; 三浦 幸俊; 相川 裕史; 河西 敏; 河上 知秀; 川島 寿人; et al.
Physical Review Letters, 69(15), p.2208 - 2211, 1992/10
被引用回数：71 パーセンタイル：89.99(Physics, Multidisciplinary)JFT-2Mトカマクでパワー70~80kWの電子サイクロトロン加熱により、安全係数q=3で出現するMHDディスラプションが抑制・回避されることが見出された。抑制は、電子サイクロトロン共鳴層がq=2位置付近の幅1cm程度の領域にあるときにのみ起きることが特徴である。観測されたこの狭い抑制領域は、磁気島の加熱が抑制に効くことを示唆している。さらに、この領域の加熱は、密度限界で起きるディスラプションの抑制にも有効であることが見出された。
三浦 幸俊; 相川 裕史; 星野 克道; 河西 敏; 河上 知秀; 川島 寿人; 前田 彦祐; 松田 俊明; 森 雅博; 小田島 和男; et al.
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 1990, Vol.1, p.325 - 333, 1991/00
JFT-2Mにおいて観測される閉込め改善モード(H-mode,Improved L-mode,Counter NB injection Pellet with H-mode)は、その実現に異なる手段を用いているが、密度分布から2つの改善モードに大別できる。1つはプラズマ周辺に急峻な密度および温度分布を持つH-modeであり、他はプラズマ中心から急な密度分布を持つ改善モードである。L/H遷移の研究から、H-modeプラズマは、プラズマ周辺ポロイダルラーマー半径程度に-150V/cmの径電場が形成されていること、およびプラズマ周辺イオンの速度分布関数が、H
/D光の減少より先に起こっていることを明らかにした。Ergodic Magnetic Limiterの実験で、H-modeの不純物の増大をおさえた、定常なH-modeを実現でき、その運転領域を明らかにし、H-modeの制御性を示すことができた。
小川 宏明; 河西 敏; 玉井 広史; 川島 寿人; 上杉 喜彦*; 山内 俊彦; 森 雅博; 三浦 幸俊; 鈴木 紀男; 仙石 盛夫; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 59(11), p.3962 - 3976, 1990/11
被引用回数：4 パーセンタイル：46.26(Physics, Multidisciplinary)分光的手法を用いてJFT-2MのHモード中の不純物の挙動の研究を行なった。Edge-Localized Modes(ELMs)が発生しないHモードでは、高電離イオンのスペクトル線の発光強度が時間とともに増加するのに対し低電離イオンのスペクトル線の発光強度はHモード遷移直後に減少し、その後時間的に一定値となる。また、鉄イオン密度の空間分布測定等により、金属不純物ばかりではなく軽元素不純物も、ELMsの発生していないHモード時には、プラズマ中心に集中することが明らかとなった。またELMsの発生したHモード時では、これらの不純物集中が、ELMsの発生とともに低減されることが明らかとなった。
星野 克道; 山本 巧; 川島 寿人; 鈴木 紀男; 上杉 喜彦; 森 雅博; 相川 裕史; 河西 敏; 河上 知秀; 松田 俊明; et al.
Physical Review Letters, 63(7), p.770 - 773, 1989/08
被引用回数：24 パーセンタイル：80.14(Physics, Multidisciplinary)電子サイクロトロン波の周辺加熱のみによりJFT-2MトカマクでHモードが生成した。追加熱パワーのしきい値は120kWと低く、これはJFT-2Mで観測された最小のパワーである。これらの実験事実は、プラズマ中心部の追加加熱パワー無しにHモードが生成されることをはっきりと示し、また、Hモードの機構は、プラズマ周辺部の電子温度上昇に密接に関連していることを示している。
星野 克道; 山本 巧; 川島 寿人; 鈴木 紀男; 上杉 喜彦; 相川 裕史; 河西 敏; 河上 知秀; 松田 俊明; 三浦 幸俊; et al.
JAERI-M 89-038, 7 Pages, 1989/03
電子サイクロトロン加熱(ECH)のみによるJFT-2Mプラズマの周辺加熱でHモード生成を観測した。Hモード遷移のパワーのしきい値は120kWと低く、これはJFT-2Mトカマクで観測された最低のしきい値である。このようなプラズマの周辺加熱のみで、中心部の追加熱パワー無しにこのような低いパワーでHモード遷移が起きることは驚嘆に値する。これらの事実は、Hモードの機構はプラズマのごく周辺部(セパラトリクス近傍)に関係していることを明白に示すものである。
星野 克道; 山本 巧; 川島 寿人; 玉井 広史; 小川 俊英; 小田島 和男; 鈴木 紀男; 上杉 喜彦; 森 雅博; 相川 裕史; et al.
Radio-Frequency Power in Plasmas, 4 Pages, 1989/00
電子サイクロトロン加熱のみによる周辺加熱でHモードへの遷移を見出した。入射波は周波数60GHzで、異常波の偏波を持つ。Hモード遷移動のしきい値は160kWで、これはJFT-2Mのしきい値としても最小値である。二倍高調波の電子サイクロトロン共鳴層は、プラズマ半径の90%という周辺にあり、配位は、下シングルヌルダイバータ配位である。この結果は、Hモード遷移には、プラズマ中心部の追加熱パワーは不必要であることを示すものである。
森 雅博; 鈴木 紀男; 上杉 喜彦; 小川 俊英; 小川 宏明; 大塚 英男; 小田島 和男; 河西 敏; 河上 知秀; 川島 寿人; et al.
Nuclear Fusion, 28(10), p.1892 - 1897, 1988/10
被引用回数：22 パーセンタイル：72.29(Physics, Fluids & Plasmas)核融合炉実験にあたって、最も大きな障壁となっているのが、エネルギー閉じ込め時間が小さいことである。最近、いくつかのトカマク装置において閉じ込め時間が改善されるHモードという現象がみつかった。このモードの欠点は、密度が制御できずに上昇しつづけ、これにともなう幅射損失により、Hモード自体の破壊にいたることである。JFT-2Mでは、密度、幅射損失が時間的に一定で、ほぼ定常状態にある新しい閉じ込め改善モードがみつかったので、報告する。このモードは密度分布等が中心でピークしており、Hモードと異なる。
and T profiles of H-mode JFT-2M plasma山内 俊彦; 小田島 和男; 上杉 喜彦; 相川 裕史; D.Dimock*; 川島 寿人; 河西 敏; 河上 知秀; 前田 彦祐; 松田 俊明; et al.
Physics Letters A, 131(4-5), p.301 - 309, 1988/08
被引用回数：2 パーセンタイル：34.42(Physics, Multidisciplinary)JFT-2MプラズマのHモード遷移が電子温度約0.3KeVのペデェスタルと驚くべき電子密度の急勾配(セパトリックスの内側)の生成という形で生じている。ピークした分布から平坦になった電子密度分布がHモード及びオーミック加熱プラズマに対して内部破壊後に得られている。ホロー分布の密度が低磁場(低q)放電において観測された。これらの現象は分布の(平坦な領域)端における電子エネルギーの輸送の減少した結果(閉じ込めの改善)を示す。
山内 俊彦; 星野 克道; 上杉 喜彦; 相川 裕史; 川島 寿人; 河西 敏; 河上 知秀; 前田 彦祐; 的場 徹; 松田 俊明; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 27(5), p.L924 - L926, 1988/05
被引用回数：1 パーセンタイル：9.67(Physics, Applied)セパラトリックスの内側で電子密度分布に急勾配が、周辺温度にペディスタルが本トカマクHモード相に観測された。ペディスタル上の平坦な領域はHモード遷移の初期に電子密度が最も増加する領域に相当し、その結果ホロー形分布が形成されている。これは輸送障壁によるためであり、それで内部破壊による輸送刺激効果は弱まっている。
森 雅博; 三浦 幸俊; 鈴木 紀男; 上杉 喜彦; 玉井 広史; 小川 俊英; 小川 宏明; 大塚 英男; 小田島 和男; 河西 敏; et al.
JAERI-M 87-117, 13 Pages, 1987/08
JFT-2M、トカマクにおける磁場揺動(2.5KHz
f50KHz)をHモードとLモードのプラズマについて測定した。
星野 克道; 山本 巧; 鈴木 紀男; 川島 寿人; 河西 敏; 河上 知秀; 前田 彦祐; 的場 徹; 松田 俊明; 松本 宏; et al.
JAERI-M 87-096, 10 Pages, 1987/07
中性粒子入射により予備加熱されたJFT-2Mトカマクの電子サイクロトロン加熱によりHモードが観測された。電子サイクロトロン共鳴層の位置によりHモードの実現に対するECHの効果が変化する。ECHの効果は、電子サイクロトロン共鳴層がプラズマ周辺付近に有る時が最も顕著である。このことは、Hモードの達成に対して周辺の電子加熱が有効であることを示すものである。
星野 克道; 小田島 和男; 山本 巧; 鈴木 紀男; 川島 寿人; 山内 俊彦; 上杉 喜彦; 河西 敏; 河上 知秀; 前田 彦祐; et al.
Physics Letters A, 124(4-5), p.299 - 302, 1987/00
被引用回数：7 パーセンタイル：54.6(Physics, Multidisciplinary)リミタ放電に於けるHモード類似の遷移時の周辺電子温度の振る舞いは、ダイバーター配位に於けるH遷移時のそれと非常に似ている。ダイバーター配位のH遷位のための電子温度の閾値は、閾パワー及びプラズマ密度とある関係を持つ。
高田 文樹; 加藤 佳明; 近江 正男; 若井 栄一; 山内 一男*; 福島 文欧*; 土岐沢 耕一*
no journal, ,
「長寿命プラント照射損傷管理技術に関する研究開発」の一環として、原子炉構造材の照射損傷による長時間機械的特性の劣化を把握し、劣化の進行と照射損傷指標との相関関係を明らかにするため、JRR-3及び常陽において組合せ照射した試料等について、大洗JMTRホットラボ施設内に新たに整備した遠隔操作型クリープ試験装置により照射後試験を実施した。試験に供した試験片材質はSUS316FR, SUS316FR-B(10ppm), SUS316FR-B(23ppm)の3材質であり、いずれも微小試験片(平行部長7.62mm,幅1.524mm,厚さ0.76mm及び平行部長5.0mm,幅1.2mm,厚さ0.35mmの2種類)である。試験時の応力については、クリープ破断時間が300時間程度になる条件並びに1000時間を越える条件で設定した。試験の結果、照射した試料は、非照射の試料と比べて短時間で破断することがわかった。これらの結果から、JRR-3及び常陽の単独照射並びに組合せ照射したいずれの条件においても非照射材に比べて大幅に低下し、弾き出し損傷に強く依存する傾向を持つことがわかった。
