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西谷 健夫; 石川 正男; 近藤 貴; 草間 義紀; 浅井 啓輔*; 笹尾 真実子*
AIP Conference Proceedings 988, p.267 - 274, 2008/04
燃焼プラズマにおける中性子発生量の絶対測定は、燃焼制御のセンサーであるとともに、燃焼プラズマの物理理解の手段としても非常に有効である。本講演ではJT-60における中性子発生量絶対測定の例を紹介するとともに、ITERにおける中性子発生量絶対測定の設計とR&Dの成果を紹介する。中性子発生量の絶対測定において最も重要な課題である、絶対発生量の較正法についても述べる。
杉江 達夫; 小川 宏明; 河西 敏*; 草間 義紀
AIP Conference Proceedings 988, p.218 - 221, 2008/04
ダイバータ不純物モニターは、200nmから1000nmの波長領域の分光計測により、ダイバータ部での不純物粒子の同定と粒子流入束の測定を行うことを主な目的としており、現在、その詳細設計を進めている。プラズマに近接して設置されるプラズマ対向ミラーは、高エネルギー粒子によるスパッタリング,不純物粒子の堆積などにより、その反射率が低下することが予想されている。本モニターでは、プラズマ対向ミラーの材料として放射線照射及び粒子のスパッタリングに強いモリブデンを選択した。また、ミラー表面を照射する粒子の数を減少させる目的で、小口径の開口部からプラズマを観測する光学系を用いるか、ミラーの前面にバッフル板を設置する設計としている。しかし、ミラーの反射率低下を完全に防止することはできない。そのため、測定系全体の感度変化を運転期間中に遠隔操作で定量的に測定する必要がある。運転期間中に感度較正用光源をダイバータ部に設置することは極めて困難であるため、較正用の光を外部から入射し、測定用光学系前面に設置したマイクロ・レトロレフレクター(逆進鏡)アレイからの反射光を測定して感度の変化を測定する方法を開発している。
小出 芳彦
AIP Conference Proceedings 988, p.413 - 419, 2008/03
経済性の高いDEMO炉の設計では、ブートストラップ電流割合と規格化ベータ値がともに高い、定常高性能プラズマの実現が想定されている。このような高性能プラズマを、計測器を活用した制御で安定に保持する技術開発が世界のトカマク装置で進められている。本講演ではその開発の現状を述べる。一例として、JT-60では電流分布計測に基づく運動量入力の実時間制御により圧力勾配を適度に緩和することで、整数有理面近傍で発生する崩壊現象を回避する制御アルゴリズムを開発し、DEMO炉で想定される70%程度の高いブートストラップ電流割合のプラズマを8秒間維持することに成功している。また同実験において、ブートストラップ電流割合が高い領域では、圧力勾配変化に対応して安全係数の極小値の変化が大きくなるなど、MHD不安定性を回避する観点から新たな知見が得られている。本講演では、今日の実時間制御手法が自己加熱を伴うDEMO炉に適用できるか、また、十分なトリチウム増殖率の確保と上記制御関連機器のための空間確保との整合性等の課題についても言及する。
石川 正男; 糸賀 俊朗*; 奥地 俊夫*; Nakohostin, M.*; 篠原 孝司; 馬場 護*; 西谷 健夫
AIP Conference Proceedings 988, p.295 - 298, 2008/03
ITERにおいて高精度の中性子発生量計測を実現するためには、高速計測システムの開発が不可欠である。JT60Uでは、スチルベン中性子検出器(SND)を使用して、中性子発生分布計測を行ってきた。しかし、SNDは中性子と
線との弁別機能に優れた特徴を有する反面、内蔵されたアナログ回路を使用して弁別を行っているため、最大係数率は約10
[cps]に制限されていた。このため、統計誤差が大きく、またダイナミックレンジが小さい等の欠点もあった。この問題を克服するために、Flash-ADCを用いて検出器のアノード信号を直接デジタル化して保存し、ソフトウェアによって中性子と線の弁別を行うデジタル信号処理(DSP)システムの開発を行った。さらに、検出器に較正用としてLEDを内蔵させ、光電子増倍管にゲイン変動が生じた際、ソフトウェア的にゲインフィードバックを行う手法を確立した。本DSPシステムをJT-60Uでの中性子計測に適用した結果、従来のアナログ回路を有するスチルベン検出器を用いた測定では計数率が飽和してしまう領域でも、計数率が飽和することなく、より高い計数率領域(
10
[cps])での計測に成功した。
