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論文

Dual CO$$_{2}$$ laser polarimeter for Faraday rotation measurement in tokamak plasmas

河野 康則; 千葉 真一; 白井 浩; 井上 昭*; 長島 章

Review of Scientific Instruments, 70(1), p.714 - 717, 1999/01

 被引用回数:9 パーセンタイル:42.49(Instruments & Instrumentation)

大型トカマクにおけるファラデー回転測定のためのデュアルCO$$_{2}$$レーザ偏光計に関して報告する。この装置は、炭酸ガスレーザの異なる発振波長(10.6$$mu$$m、9.27$$mu$$m)を光源とする同形式の2つの偏光計より構成される。これにより、偏光角測定時の誤差となる真空窓での余分なファラデー回転成分を除去することができる。それぞれの偏光計は安定な測定が行えるよう、2つの光弾性変調器と1つの偏光子、1つの検出器より構成されている。JT-60Uでの初期的な結果として、波長9.27$$mu$$mのレーザ光のファラデー回転測定に成功している。この結果は、ITERに提案されているファラデー回転に基づく密度計測に、本偏差計が適用可能であることを示している。

論文

Neutron monitor using microfission chambers for the international thermonuclear experimental reactor

西谷 健夫; L.C.Johnson*; 海老沢 克之*; C.Walker*; 安東 俊郎; 河西 敏

Review of Scientific Instruments, 70(1), p.1141 - 1144, 1999/01

 被引用回数:14 パーセンタイル:31.73(Instruments & Instrumentation)

小型の核分裂計数管(マイクロフィッションチェンバー)を真空容器内に配置した、ITER用中性子モニターシステムの設計を行った。検出器の取付け位置としては、プラズマにできるだけ近い方が望ましいが、核発熱の冷却を考慮し、隣り合う遮蔽ブランケットの間に埋め込む方式とした。また検出器に用いる核分裂物質としては、高速中性子のみに感度を有する$$^{238}$$Uが望ましいが、$$^{238}$$UはPuを増殖してしまい、ITERの運転寿命中に感度が50%も増加することを明らかにした。$$^{235}$$Uの場合、燃焼による感度低下が問題となるが、高々0.2%程度であることが計算により判明したため、$$^{235}$$Uを採用した。ITERではこのマイクロフィッシェンチェンバーを、プラズマを取り囲むように11本配置することにより、プラズマの位置変動に影響されずに中性子発生率を測定できることを中性子のモンテカルロ計算により示した。

論文

Divertor impurity monitor for the international thermonuclear experimental reactor

杉江 達夫; 小川 宏明; 勝沼 淳*; 丸尾 光正*; 海老沢 克之*; 安東 俊郎; 北 好夫*; 河西 敏; 西谷 健夫

Review of Scientific Instruments, 70(1), p.351 - 354, 1999/01

 被引用回数:9 パーセンタイル:42.49(Instruments & Instrumentation)

本システムは、ダイバータ部での不純物粒子の同定と粒子流入束の二次元測定をおもな目的としており、プラズマ制御に欠かせない計測システムの一つである。200nmから1000nmの広い波長領域の光を分光計測する。ここでは、おもにシステムの概念設計、光学設計、及び機械設計の結果について述べる。システムは、目的の異なった三種類の分光器で構成される。(1)不純物の種類をモニターする分光器、(2)粒子束の空間分布を高速測定する分光器、それと(3)イオン温度及び粒子の運動エネルギーを測定する高分散分光器である。二次元測定はダイバータカセット内部にモリブデン製ミラーを設置し、互いに交差する視野で行う。また、光線追跡による解析を駆使して光学系の最適化を行い、ダイバータ全域において約10mmの空間分解能を可能とした。その他、ダイバータでの発光スペクトル線の強度を推定し、測定限界の評価等を行った。

論文

Response function measurement of a synthetic diamond radiation detector for 14 MeV neutrons

金子 純一; 池田 裕二郎; 西谷 健夫; 片桐 政樹

Review of Scientific Instruments, 70(1), p.1100 - 1103, 1999/01

 被引用回数:20 パーセンタイル:23.02(Instruments & Instrumentation)

ダイヤモンド放射線検出器は$$^{12}$$C(n,$$alpha$$)$$^{9}$$Be反応を用いることで14-MeV中性子エネルギースペクトロメータとして動作する。さらにダイヤモンド放射線検出器はコンパクトサイズ、高検出効率、十分な耐放射線性等の優れた特長を持つ。そこでダイヤモンド放射線検出器はITERにおけるプラズマイオン温度分布測定システム用14-MeV中性子エネルギースペクトロメータの有力候補と考えられている。最近の結晶合成技術の進歩により、高純度単結晶ダイヤモンドの入手が可能になってきている。それらの結晶を用いて放射線検出器を試作し、14-MeV中性子に対する応答関数測定を行った。その結果$$^{12}$$C(n,$$alpha$$)$$^{9}$$Be反応で生じたピークを人工ダイヤモント放射線検出器として初めて観測することに成功した。

論文

High time resolution ion temperature and rotation velocity measurements by charge exchange spectroscopy using three interference filters

J.S.Koog*; 逆井 章; 小出 芳彦; 白井 浩; 鎌田 裕; 福田 武司; 芳野 隆治; JT-60チーム

Review of Scientific Instruments, 70(1), p.372 - 374, 1999/01

 被引用回数:3 パーセンタイル:65.68(Instruments & Instrumentation)

干渉フィルターを用いた荷電交換再結合分光法により、JT-60UプラズマのL-H遷移時、鋸歯状振動発生時のイオン温度、プラズマ回転速度を1msの高時間分解能で測定した。この計測システムは、JT-60Uでの光を光ファイバーを通してフィルター分光器に入射して、1/3ずつの光の分岐した後、3枚の干渉フィルターで分光し、3台のフォトマルで検出する構成となっている。干渉フィルターは、測定するイオン温度の範囲に合わせて、中心波長、バンド幅が選択される。3つのフィルターにより、スペクトルは中心波長付近、両サイド波長の3成分に分けられ、それぞれの強度比からイオン温度、回転速度を決定するL-H遷移時は、端プラズマ付近でイオン温度の急速な上昇及び回転速度の変化を測定した。プラズマ端で閉じ込めが改善され、プラズマ中心に向けて熱が伝導する様子が、各位置の時間変化から観測された。

論文

Development of steady-state magnetic sensor

原 重充*; 長島 章; 中山 尚英*; 河西 敏; 西谷 健夫

Review of Scientific Instruments, 70(1), p.435 - 438, 1999/01

 被引用回数:9 パーセンタイル:42.49(Instruments & Instrumentation)

定常磁場計測用センサーとして、0.1Hz以下の低周波磁場を計測する機械センサー(センサーコイルとロードセルから構成)と高周波磁場計測用磁気プローブを組合わせた新方式のセンサーを開発し、その基本性能試験を実施した。ロードセルに印加される力に比例した信号、磁場に比例した信号が得られるなどの結果が得られた。講演では詳細なデータの報告とともに、最近実施した$$gamma$$線による試験結果について報告する。

論文

Multilaser and high spatially resolved multipoint Thomson scattering system for the JT-60U tokamak

吉田 英俊; 内藤 磨; 山下 修; 北村 繁; 佐久間 猛*; 小野瀬 義秋*; 根本 博文*; 浜野 隆*; 波多江 仰紀; 長島 章; et al.

Review of Scientific Instruments, 70(1), p.751 - 754, 1999/01

 被引用回数:13 パーセンタイル:33.56(Instruments & Instrumentation)

JT-60Uトムソン散乱測定装置の最新の設計と測定実績について総合報告する。本装置は超高温な電子温度や高精度な電子密度の過渡変化を、定量的であるがゆえに精密なアラインメントの常時監視下で高信頼測定が可能であるという特長を有する。2台のルビーレーザから発せられるビームを光学的に同質かつ同一直線上に伝搬させる、施光子とファラデー回転子から成るビーム合成装置を開発して、2ミリ秒の時間差での過渡事象現象測定を可能にした。プラズマ炉心部から周辺部まで約2mにわたって60空間点のトムソン散乱光を8~22mmの高分解能で2台の集光器で集光する。低電子密度プラズマを小立体角かつ高空間分解能で高精度に測定するため超高感度の光電子増倍管を採用し、また高温高密度の炉心プラズマを対象に高繰返し計測が可能な2次元型検出器を開発・導入した。講演では、最新の測定結果についても言及する。

論文

A Compact and high repetitive photodiode array detector for the JT-60U Thomson scattering diagnostic

吉田 英俊; 内藤 磨; 佐久間 猛*; 北村 繁; 波多江 仰紀; 長島 章

Review of Scientific Instruments, 70(1), p.747 - 750, 1999/01

 被引用回数:4 パーセンタイル:60.37(Instruments & Instrumentation)

コンパクトで高い繰返し計測が可能な2次元型検出器をJT-60Uトムソン散乱測定装置用に開発した。機器構成は、短波長で高い量子効率を持つ光電面、指向性を重視した近接型一段加速のマイクロチャンネルプレート、高速応答できる蛍光面、空間分割20でスペクトル分割12の240chフォトダイオードアレイ、1ミリ秒以内にデータ読み込みやA/D変換、メモリーへの転送・書き込みを行うパラレル/シリアルデータ処理ユニットである。上述した短波長で高い分光感度を持つ本検出器の特性を生かし、長波長側で高い透過率を持つように分光光学系で使用するレンズ類の無反射コーティング等の設計に留意した結果、広いスペクトル帯域幅でトムソン散乱光の測定を可能にし、10keVを越す炉心プラズマの超高温電子温度測定にも本検出器は安定かつ高い信頼性で適用できることを、JT-60Uトムソン散乱測定装置で実証した。

論文

YAG laser Thomson scattering diagnostics on the JT-60U

波多江 仰紀; 長島 章; 北村 繁; 柏原 庸央*; 吉田 英俊*; 内藤 磨; 山下 修; 清水 和明; 佐久間 猛*; 近藤 貴

Review of Scientific Instruments, 70(1), p.772 - 775, 1999/01

 被引用回数:53 パーセンタイル:7.47(Instruments & Instrumentation)

JT-60UにおけるYAGレーザトムソン散乱測定装置は、炉心級プラズマの電子温度・密度分布の時間変化の測定を行うために開発された。YAGレーザは、繰り返し率10Hzの装置を、近年50Hzに改造し、現在15空間点を20msの周期で測定している。逐次分光干渉フィルター型のポリクロメーターでは、電子温度は、20eVから10keV程度までの測定が可能で、ディスラプションにより電流消滅中の低温プラズマから、臨界クラスの高性能負磁気シアプラズマまで、幅広い温度レンジでの測定が行われている。トムソン散乱光を検出するAPD(アバランシェフォトダイオード)は、その感度が温度に大きく影響を受ける。そのため、本装置では電子冷却素子を用いた温度制御により、APD素子の温度を一定に保ち、常に安定した感度を確保しているのが特長である。

論文

Systems for remote participation in JT-60 experiments

松田 俊明; 次田 友宣; 大島 貴幸; 佐藤 稔; 坂田 信也; 濱松 清隆; 西谷 健夫; 小岩 素直*

Review of Scientific Instruments, 70(1), p.502 - 504, 1999/01

 被引用回数:5 パーセンタイル:55.86(Instruments & Instrumentation)

1996年より、原研、LANL、PPPLの協力の下に、JT-60実験遠隔参加が成功裏に行われてきた。遠隔解析システムは解析サーバとデータサーバからなっており、JT-60データにアクセスするためのものである。遠隔実験参加者はインターネット経由で本システムを使いデータ解析を行う。遠隔計測は制御プログラムを改良し、海外のワークステーションがJT-60制御室のワークステーションと交信するようにして実現された。これによりリアルタイムでの測定器の制御及びカマックのデータのモニターが可能となった。両システムは、ISDNで利用したテレビ会議システムを用いて遠隔地の研究室とJT-60制御室間でリアルタイムの交信をしつつ使用される。

論文

Heavy ion beam probe diagnostic system on JFT-2M

井戸 毅*; 浜田 泰司*; 西沢 彰光*; 川澄 義明*; 三浦 幸俊; 神谷 健作*

Review of Scientific Instruments, 70(1), p.955 - 958, 1999/01

 被引用回数:24 パーセンタイル:19.3(Instruments & Instrumentation)

核融合科学研究所との協力研究により、プラズマ中の電場分布と密度揺動などを測定する重イオンビームプローブ計測装置をJFT-2Mに設置した。本装置では、重イオンビーム(タリウムイオン)のトカマクへの入口と出口で、トロイダルとポロイダル方向に掃引するビーム軌道制御が可能である。これによって観測領域をプラズマのコアからエッジにわたる領域に広げ、かつビームエネルギーの測定誤差を抑制することができる。この時、サンプルボリュームの発散または多重サンプルボリュームが現れ、これらの現象が較正に悪影響を及ぼすことが危惧された。しかし軌道計算の結果からはそれらのポテンシャル計測に対する較正には悪影響はなく、逆にそれらはある特定のパラメータ領域に現れるので、これを用いて軌道計算と実験データの比較が容易になることが示された。

論文

VUV divertor impurity monitor for ITER

海老沢 克之*; 安東 俊郎; A.Costley*; G.Janeschitz*; E.Martin*; 杉江 達夫

Diagnostics for Experimental Thermonuclear Fusion Reactors,2, p.337 - 343, 1998/00

ITERのダイバータプラズマは電子温度、密度が200-500eV、10$$^{19}$$/m$$^{3}$$にも及ぶので、燃料及び不純物原子からの発光スペクトルは真空紫外領域まで広がる。この領域の放射スペクトルを測定して発光粒子の同定、粒子束の算定、放射位置の計測を行うことは、ダイバータの運転制御上重要である。本発表においては、ダイバータ交換ポートからダイバータプラズマを観測する装置の実現性を検討した結果を述べる。ダイバータカセット間の間隙からプラズマX点とダイバータ板上半分を測定するこの配置案は、隣接する可視光分光計測と組合せることにより、絶対較正が可能となる利点がある。また斜め入射ミラーとイメージセンサを一体化してカセット交換用レールの上に設置し、搬入、据付を容易にしている。光学機器、磁気しゃへい体の影響、ほかの機器との取り合いについても検討した。

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