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東島 智; 久保 博孝; 杉江 達夫; 仲野 友英; 木島 滋; 玉井 広史; 清水 勝宏; 逆井 章; 朝倉 伸幸; 櫻井 真治; et al.
Journal of Nuclear Materials, 290-293, p.623 - 627, 2001/03
被引用回数：6 パーセンタイル：43.51(Materials Science, Multidisciplinary)トカマク型核融合炉の実現には、ダイバータ板の損耗を防ぐために低温・高密度ダイバータの生成が急務である。しかし、高閉じ込めプラズマを得るためには、主プラズマ周りの中性粒子密度を低い状態に維持することが望ましく、ダイバータ部から主プラズマへの中性粒子逆流を抑制する必要がある。そこで、JT-60Uでは、平成9年5月に開ダイバータから排気付W型ダイバータ(内側排気)へと改造した。さらに平成10年12月には、高密度における排気効率改善を目的とし、外側ストライク点付近にも排気口を設けた両側排気へと改造した。本講演では、(1)内側排気ダイバータと両側排気ダイバータにおける炭素不純物挙動について示すとともに、(2)ガスパフと排気を組み合わせることによるX点MARFE発生の制御について報告する。内側排気ダイバータと両側排気ダイバータで、外側排気との相関が強いと思われる外側セパラトリックスとダイバータドームとの距離(gap-out)をスキャンし、X点MARFE発生密度及び炭素不純物遮蔽効果を比較したが、両者に顕著な違いは見られなかった。また、最近計測可能となったダイバータ領域の高い(Z軸)方向の炭素不純物や重水素からの発光強度分布の時間変化等といった新しいデータを示す。X点MARFE発生密度、ダイバータ排気の有無で約10%異なる(両側排気ダイバータ、L-modeプラズマ)。そこで、まずダイバータ排気無しでX点MARFEを発生された後、ダイバータ排気によってX点MARFEを消滅される試みを行った。ダイバータ排気実施後は、外側ストライク点付近の中性子圧力が減少、外側ストライク点付近がアタッチ(接触)状態に戻り、X点MARFEが消滅した。これより、ダイバータ排気はダイバータデタッチメント発生及びX点MARFE発生の制御に有効であるとの結果を得た。
洲 亘; 大平 茂; Gentile, C. A.*; 大矢 恭久; 中村 博文; 林 巧; 岩井 保則; 河村 繕範; 小西 哲之; 西 正孝; et al.
Journal of Nuclear Materials, 290-293, p.482 - 485, 2001/03
被引用回数：10 パーセンタイル：58.37(Materials Science, Multidisciplinary)米国プリンストンプラズマ物理研究所におけるトカマク核融合試験炉(TFTR)の除染・解体に向けた日米共同試験の一環としてTFTR真空容器内壁のカーボンタイルの紫外線によるトリチウム除染試験を行った。紫外線照射により水素と重水素(ガス状)及び二酸化炭素の2倍以上の放出、一酸化炭素の放出並びにオゾンの生成を測定した。また、タイル表面におけるトリチウム濃度は紫外線照射後20%減少した。400Kまでの加熱により表面トリチウム濃度は4~22Bq/cm
増加したが、紫外線の再照射により加熱前の値に戻ることを確認した。これらのことから、紫外線照射はトリチウム表面汚染の効率的な除染方法の一つであることを示した。
大矢 恭久; 洲 亘; 大平 茂; 林 巧; 中村 博文; 酒井 拓彦*; 田所 孝広*; 小林 和容; 鈴木 卓美; 西 正孝
Journal of Nuclear Materials, 290-293, p.469 - 472, 2001/03
被引用回数：6 パーセンタイル：43.51(Materials Science, Multidisciplinary)D-T核融合炉を運転するとトリチウムがCFCタイルやほかの構造材中に滞留する。トリチウム水を生成しないでトリチウムを除染する方法を開発するために紫外線を用いた実験を行った。タングステン、CFC上に共堆積層を模擬した膜を作成し、これに紫外線を照射し放出するガスを質量分析計を用いて調べた。その結果、紫外線を照射することにより多量の水素、炭素、炭化水素が放出されることを確認した。またFT-IRを用いて試料を分析し、結晶性グラファイト構造とアモルファスカーボン構造が試料上に生成されていることを確認し、紫外線を照射することによりC-H結合が切断されていく様子が明らかとなった。これらのことから紫外線を用いたトリチウム除染が有効であることを示した。
逆井 章; 竹永 秀信; 久保 博孝; 秋野 昇; 東島 智; 櫻井 真治; 玉井 広史; 伊丹 潔; 朝倉 伸幸
Journal of Nuclear Materials, 290-293, p.957 - 961, 2001/03
被引用回数：14 パーセンタイル：66.41(Materials Science, Multidisciplinary)JT-60UではW型ダイバータの外側に新たに排気溝を設け両側排気に変更し、99年2月から実験を開始した。実効的な排気速度はガスを真空容器内に満たす方法により評価し、両側排気への改造により25%増大した。両側排気に変更後、粒子排気率が著しく改善し、ELMyHモードプラズマでの効率的なヘリウム排気を実現した。Lモード及びHモードともに粒子排気率は内外側ギャップ(内/外側ストライクポイントと内/外側排気溝までの距離)に強く依存することがわかった。両側ストライクポイントを両側排気溝に近づけたELMyHモードプラズマでのヘリウムの滞留時間(実効的な粒子閉じ込め時間)は0.4sであり、97年の内側排気の0.67sに比べて、ヘリウム排気性能は40%向上した。ヘリウムの滞留時間/エネルギー閉じ込め時間の比は3(97年は4)を達成し、両側排気による大きな改善が見られた。
朝倉 伸幸; 櫻井 真治; 玉井 広史; 小出 芳彦; 坂本 宜照; 内藤 磨; 久保 博孝; 伊丹 潔; 正木 圭
Journal of Nuclear Materials, 290-293, p.825 - 828, 2001/03
被引用回数：10 パーセンタイル：58.37(Materials Science, Multidisciplinary)スクレイプオフ層(SOL)を磁力線方向に流れるプラズマ流(SOL流)は、ダイバータにおける高密度プラズマ生成や不純物の遮蔽効果に影響し、その発生機構の解明や制御方法について研究が進められている。平成11年よりJT-60UのW型ダイバータにおいて、両側ダイバータで粒子排気を行っているが、排気によるSOL流(赤道面とダイバータ・ヌル点においてマッハ・プローブで測定)への影響を定量的にまとめた。粒子排気を行ったにもかかわらず、SOL流の速度は増加しない。この理由が、(1)おもに磁力線方向よりポロイダル方向への粒子輸送が支配的であり、また(2)粒子拡散により主プラズマ周辺部で粒子リサイクリングが発生する、ためであると思われる。高閉じ込めプラズマ(ELMyHモード)において、プラズマ周辺部でELMにより発生し、SOLに流れ出た粒子流の分布と時間変化に関する解析結果(主プラズマ赤道面では外側へ拡散し、ヌル点付近ではダイバータ方向へ輸送される)を発表する。この結果は、現在ITER設計で緊急課題となっているELMによるダイバータ板への熱負荷を理解するための貴重なデータとなる。
伊丹 潔; Coad, P.*; Fundamenski, W.*; Ingesson, C.*; Lingertat, J.*; Matthews, G. F.*; Tabasso, A.*
Journal of Nuclear Materials, 290-293, p.633 - 638, 2001/03
被引用回数：9 パーセンタイル：55.29(Materials Science, Multidisciplinary)MkIIGB型改造後のJETにおいて、ダイバータ領域を接線方向に見込むエンドスコープ光学系に取付けてあるD
及びD
のラインフィルタ付きのCCD TVカメラの画像から、2次元のD及びDの発光分布を計算するトモグラフィーを開発した。そして、ダイバータデタッチ時の2次元のD及びDの発光分布、再結合の様子を調べた。デジタイズしたビデオ画像は、ダイバータからCCD TVカメラへの光路上の発光分布の積分である。したがって、ビデオ画像のそれぞれのピクセルの強度は、発光分布とグリッドを線積分する係数である形状マトリックスで決められることになる。この形状マトリックスをSVD法で解いて、2次元のD及びDの発光分布を求めた。相対較正は、ほとんど同一視野を見込んでいるD及びDの強度を測定する分光器からのデータとの規格化によった。2MA,3Tでビーム加熱入力2.1MWの密度限界実験放電において、2次元のD及びDの発光分布を求めた。Dの発光は内側ダイバータから強くなる。ダイバータ板直前でD/Dのライン強度比が0.06まで大きくなり、再結合過程の増大とともに内側ダイバータでの完全デタッチ現象がおこる。また、外側ダイバータにおいても、内側ダイバータで完全デタッチ後に、同様な変化を起こすが、その直後にディスラプションに至る。
廣畑 優子*; 小田 知正*; 日野 友明*; 仙石 盛夫
Journal of Nuclear Materials, 290-293, p.196 - 200, 2001/03
被引用回数：12 パーセンタイル：63.98(Materials Science, Multidisciplinary)バナジウム合金(V-4Cr-4Ti)を約300
に加熱してJFT-2Mダイバータ室にて約200ショットさらした後に取り出して、昇温脱離法、オージェ分析法により分析した。軽水素は、もともと吸蔵していた量(17ppm)が約半分の8ppmまで減少し、燃料の重水素も1.3ppm程度しか捕捉されなかった。これは高温での試料照射と表面での酸化・炭化層生成に起因していると考えられ、これらの相関について追試験を行い確認した。
滝塚 知典; 細川 哲也*; 清水 勝宏
Journal of Nuclear Materials, 290-293, p.753 - 756, 2001/03
被引用回数：19 パーセンタイル：77.39(Materials Science, Multidisciplinary)粒子シミュレーションコードPARASOLを用いてデタッチプラズマの形成に対する拡散粒子損失と放射エネルギー損失の効果を調べた。ダイバータ板近傍で、拡散により密度は減少し、放射により温度は減少する。板近傍での超音速流の発生により、温度が低下しても密度の上昇は起きない。超音速流の条件はC
(R
/R
)(T
/T
)
1であり(R: 粒子束増倍係数,R: 運動量減衰係数,T: 板近傍の温度,T: 入口近傍の温度)、板近傍のマッハ数はM=C
+(C
-1)となる。ここでMは1より大きくなっている。シミュレーションの結果はこの表式とよく一致している。拡散・放射とデタッチプラズマとの関係について検討し、超音速流による低密度化がデタッチ状態を容易に形成することを示唆した。
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：48.13(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50
s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。
櫻井 真治; 久保 博孝; 竹永 秀信; 朝倉 伸幸; 玉井 広史; 石島 達夫*; 木島 滋; 伊丹 潔; 逆井 章; 東島 智; et al.
Journal of Nuclear Materials, 290-293, p.1002 - 1008, 2001/03
被引用回数：15 パーセンタイル：70.58(Materials Science, Multidisciplinary)JT-60UのW型ダイバータで不純物ガス入射実験を行い、主プラズマ中の不純物粒子の輸送特性を評価した。また、不純物ガスによる主プラズマ周辺部の放射促進の効果を調べた。(1)ガスパフ変調法を用いてELMy H-modeと内部輸送障壁が有る負磁気シアについてHe及びNeの輸送特性を調べた。内部輸送障壁では拡散係数が約1/10に低下するとともに高Z不純物ほど内向きの対流速度が大きくなることを示した。(2)ELMy H-modeにArガスを入射し主プラズマ周辺部の放射損失を促進すると、少ない重水素供給量でプラズマ密度が上昇し、温度が高く保たれ、高密度領域で閉じ込め性能の劣化を避けることができた。Ar入射時には高密度で蓄積エネルギー中の熱化成分が増加することを示した。また、Ar入射時にELMの周期が延びるが、外側ダイバータへ流入する個々のELMの熱量は増加せず、プラズマ対向機器の負荷が低減されることを示した。
