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河野 康則
no journal, ,
定常核融合プラズマを生成し、またその特性を解明するためには、多岐にわたるプラズマ物理量を充分に計測することが必要である。この目的で使用される計測装置は、対象とするプラズマ,プラズマ物理量、及びプラズマ閉じ込め装置に適合することが求められるため、たとえ同じ計測原理・計測手法を採用したとしてもその様式は一般にバラエティに富むものとなる。一方、ある一つの計測原理・計測手法を取り上げると、その範疇では、過去の実績に基づいて少数の有力な設計例が存在する場合がある。そのため、可能であれば過去の実績を参考にしつつ、制約条件と優先順位を照らし合わせて、最も望ましい設計を行うことが重要である。もちろん、必要に応じて、過去の設計例を破棄し新しい道を模索することも奨励される。本講演では、日本及び韓国の若手研究者を対象に、計測装置を設計する際の基本となる検討ステップについて講義を行う。このような検討ステップはごく単純なものであるが、設計過程を明確にし、計測装置の開発を円滑にする。計測装置の例としては、国際熱核融合実験炉ITERにおけるポロイダル偏光計測装置を取り上げる予定である。
久保 博孝
no journal, ,
核融合プラズマ研究では、原子分子過程に関連したプラズマのモデル化,診断,制御が必要である。本講演では、JT-60Uにおける最近の研究から原子分子過程に関連する話題を紹介し、それに関する原子力機構の原子分子データ整備活動を報告し、今後の課題について述べる。特に最近になって重要性が高まっている(1)ダイバータ板への熱負荷の低減に有効な低温ダイバータ・プラズマにおいて重要な役割を果たす分子の反応過程,(2)今後、プラズマ対向材料に用いられ、不純物として主プラズマに混入した場合、放射損失増大によるプラズマ性能の劣化が懸念されるタングステン等の高Z元素の高電離イオンのスペクトル及び反応過程に関して述べる。
西田 明美
no journal, ,
ここ数年、原子力プラントにおいて予期しえなかった事象が相次いで起こり、その安全保守性に対して従来以上に高い信頼性が求められている。しかしながら、実際の原子力プラント等を用いた保全管理実験や経年運転検証実験には膨大な費用と年月が必要である。そこで、進展著しい計算科学の力を活用して安全かつ効率的に原子力プラントの保全性評価を行おうという試みがなされるようになってきている。センターでは、将来的な原子力耐震情報管制システム構築を見据え、原子力プラント3次元シミュレーションの研究開発に取り組んでいる。3次元仮想振動台と呼んでいる本技術は、原子力プラントの機器,建屋,地盤の連成を考慮した実環境下での原子力プラント全体規模の数値シミュレーションを最終目標とする。本発表では、東京工業大学で開催された「シェル・空間構造物の応答制御と減衰に関する研究」WSにおいて、3次元仮想振動台実現のための要素技術として研究開発された組立構造解析法の並列分散環境におけるシステム構築について述べ、約2億自由度を有する実プラント主要冷却設備への適用例を示し、中期計画の中で達成された成果の普及に貢献する。
原 雅人
no journal, ,
換気立坑の湧水対策として、基底礫岩部を対象としたポストグラウチング試験施工を実施し、その湧水抑制効果に関する基礎データを取得した。
鈴木 喜雄; 松本 伸子; 中島 康平; 谷 正之; 中島 憲宏
no journal, ,
システム計算科学センター高度計算機技術開発室では、ITBLプロジェクトにおけるミドルウェアの研究開発を推進している。ミドルウェアの一機能として、可視化機能の研究開発を推進しており、遠隔地に散在した複数のスーパーコンピュータを用いて行われるシミュレーションから出力されるデータを簡単・高速・高汎用に可視化することを目指している。そのため、科学技術分野で広く利用されている可視化ソフトウェアをベースに、(1)遠隔地のデータを手元の可視化サーバーから直接読み込む機能、(2)可視化サーバーが行う可視化処理をWebブラウザで操作する機能、(3)可視化処理を並列に行う機能などを実現している。本発表では、これら機能の実現方式や原子力耐震シミュレーションへの適用例などについて報告する。
Re-labeled bisphosphonate in a rat model of bone metastasis小川 数馬*; 向 高弘*; 浅野 大悟*; 河嶋 秀和*; 橋本 和幸; 柴 和弘*; 森 厚文*; 佐治 英郎*
no journal, ,
われわれは、患者のQOL(生活の質)の向上を目指した癌性骨転移の疼痛緩和薬剤として、二官能性放射性医薬品の概念に基づき、安定なRe単核錯体であるRe-MAG3(メルカプトトリグリシン)をビスホスホネート骨格を持つ化合物に導入した新規薬剤Re-MAG3-HBPを開発し、その特性を調べてきた。本化合物は、従来から検討されているRe-HEDP(ビスホスホネートの一種)に比べて、高い骨への集積,速い血中クリアランス及び低い胃への集積を示し、癌性骨転移の疼痛緩和薬剤として優れた特性を有していることがわかった。さらに、骨転移がんモデルのラットを用いた実験から、本化合物は、疼痛緩和効果を示すこと及びRe-HEDPは、腫瘍の増殖を抑える効果は見られなかったのに対して、本化合物は、腫瘍増殖の抑制効果を示すことが明らかになった。以上の結果、Re-MAG3-HBPを用いた内部放射線治療は、骨転移がんモデルのラットにおいて有効であり、Re-HEDPより優れていることを示した。
thin films吉田 明*; 夏目 聡*; Lee, H.-S.*; 岡田 浩*; 若原 昭浩*; 大島 武; 伊藤 久義
no journal, ,
次世代の宇宙用高効率薄膜太陽電池への応用が期待されるCuInSe(CIS)半導体へ電子線を照射し電気特性の変化を調べた。RFスパッタ法で作製した多結晶n型CISをCu
Se
とともに550
Cで熱処理することでp型CISを作製し、室温で2MeV電子線を1
10
210
/cm
の範囲で照射した。照射した試料の電気抵抗を室温で測定したところ、電子線照射量が110
/cmまではほとんど変化はないが、それ以上の電子線照射量では急激に抵抗値が増加し、210/cm照射後には未照射試料の1000倍にも達することが判明した。さらに、電流-電圧特性の温度依存性を結晶粒界モデルを用いて解析した結果、電子線照射量の増加とともにCIS結晶粒界の障壁高さエネルギーが増加することが明らかとなった。これより、本研究で得られた電子線照射よる電気抵抗の増大は、結晶粒界に多量に生成されたキャリア捕獲中心に起因すると考えられる。
奥野 清
no journal, ,
原子力機構が実施しているITER建設準備のための技術活動の成果について発表する。ITER超伝導コイル・システムは、TFコイル18個, CS1組, PFコイル6個, フィーダ等で構成され、総重量は約10,000tに及ぶ。本システムをITER参加極である日本, EU, 米国, ロシア, 韓国, 中国の6極で分担して調達する。このためのコイル製作技術の確立が各極で産業界と協力して進められている。このうち、日本はトロイダル磁場(TF)コイルの相当部分の調達を分担することが想定され、そのための技術開発を実施している。本開発では、高さ14m,幅9m,コイル1個の重量310tという大きなTFコイルを、所定の精度で製作するための高精度巻線の検討,コイル構造部材の量産技術の実証、及び機械加工・溶接の併用による大型構造材の製作技術の確立などを実施している。これらの検討では、実規模での要素試作による製作プロセスや品質保証技術の確立,量産技術の実証などとともに、日本の産業界を有機的にまとめる製作体制の検討も図っている。
鈴木 優; 櫻井 真治; 芝間 祐介; 松川 誠; 玉井 広史; 小田 泰嗣*; 清水 克佑*
no journal, ,
NCTでは高ベータプラズマのMHD安定性及び垂直位置安定性向上のため、真空容器内のプラズマ直近に安定化板を設置する。そのため、安定化板にはディスラプション等の電磁力に対する十分な強度とプラズマ入熱に対する除熱性能を有した設計が要求される。同時に、運転中やベーキング時の熱伸びを吸収し、容器内コイルや冷却配管等との空間取り合いを考慮した配置設計が必要となる。これらの設計条件を考慮して、安定化板の構造検討を行った。安定化板は、構造強度と一周抵抗確保の両面から、内外壁の板厚を10mmとした二重壁構造を採用した。安定化板の支持構造には、運転中のプラズマ対向面を300C程度に保持する高温運転条件下での熱変位吸収に有利なクランク支持方式を採用した。クランク支持部の形状・寸法は、プラズマ電流5MAにおける移動ディスラプションと想定されるハロー電流電磁力を考慮して決定した。これによって、真空容器からトラス等の支持脚を設ける従来の支持方式に比べ、空間取り合い及び組立性の観点からも有利な構造となった。さらに、窒素ガスを二重壁間の伝熱媒体とする高温壁運転の採用により、従来の水冷却,窒素ガスベーキング方式に対し、加熱・冷却システムの簡素化が図れた。これらの検討の結果、NCTの運転条件を満足するプラズマ安定化板の構造を設計することができた。
三輪 幸夫
no journal, ,
照射誘起応力腐食割れ(IASCC)機構解明に資するために、粒界型応力腐食割れ(IGSCC)挙動に及ぼす環境と応力条件の影響を熱鋭敏化材料と比較した。IASCC感受性挙動を調べるために、約200Cで約1dpaまで中性子照射したSUS316LN-IG鋼の微小試験片を用い、240330Cの溶存酸素を含む高温水中で、ひずみ速度を2.010-7s-11.010-5s-1とした低歪速度試験(SSRT)を実施した。その結果、300及び330Cの高温水中ではIASCCが発生し、温度が高いほどIASCC感受性が高くなり、より速い歪速度の試験においてもIASCCが発生することを明らかにした。一方、240Cの高温水中では、高温水の試験結果からIASCC発生が予想された十分に遅いひずみ速度の試験においても、IASCCが発生しなかった。後者の試験条件では、熱鋭敏化材料ではIGSCCを発生することが知られていることから、照射材料と熱鋭敏化材料で環境の影響が異なることを見いだした。照射材の降伏挙動には240330Cの試験温度において顕著な違いは観察されず、各温度での塑性変形挙動は真応力-真ひずみ関係で考察すると、照射材料と非照射材料に大きな違いは見られなかった。したがって、IASCC感受性に及ぼすひずみ速度の影響は小さいことが考えられた。照射材では環境の影響が熱鋭敏化材料と異なる理由について、照射誘起偏析による化学組成変化の違いの点から考察した。
pダイオード中の酸素及びシリコンイオンビーム誘起電流大島 武; 佐藤 隆博; 及川 将一; 小野田 忍; 平尾 敏雄; 伊藤 久義
no journal, ,
炭化ケイ素(SiC)半導体を用いた耐放射線性粒子検出器開発研究の一環として、酸素及びシリコンイオン入射によりSiC npダイオード中に誘起される電荷をイオン誘起過渡電流(TIBIC)により調べた。SiC npダイオードはp型のSiCエピタキシャル膜状にリンの高温(800C)注入及び1650C熱処理によりn領域を形成することで作製した。作製したnpダイオードに6MeV18MeVのシリコン又は6MeV15MeVの酸素イオンマイクロビームを照射しTIBIC測定を行った。その結果、印加逆方向電圧の増加とともに電界強度が強くなり、空乏層長も伸張することに対応してTIBICシグナルが大きくなり、下降時間が短くなることが観測された。さらにTIBICシグナルを時間積分することで収集電荷量を見積もったところ、イオンの飛程が空乏層長よりも短くなる範囲では収集効率が100%となり、SiCが粒子検出器として応用可能であることが見いだされた。
五十嵐 誉廣; 尾形 修司*
no journal, ,
材料特性の解明や新材料の開発において、計算機シミュレーションは重要な位置を占めている。特に近年は材料のナノ分析技術が進み、原子レベルから見た材料特性のモデリングが重要となっている。しかし、実材料の大きさの系を原子レベルで解析することは、近年の計算機性能をもってしても難しい。この問題の解決策の一つが、粗視化粒子/分子動力学ハイブリッド法である。粗視化粒子法は個々の粒子情報を代表点に繰り込むことで、精度の良い粗視化を行うことができる方法である。本講演では粗視化粒子法の紹介,応用性を重視した修正粗視化粒子法について議論を行う。さらに粗視化粒子法と分子動力学法とのハイブリッド化について、その方法や精度について議論する。さらに粗視化粒子/分子動力学ハイブリッド法を用いた応用例を紹介し、大規模シミュレーションにおける本手法の有用性について議論する。
出崎 亮; 後閑 麻代*; 森下 憲雄; 伊藤 久義; 中本 建志*; 荻津 透*; 大畠 洋克*; 木村 誠宏*; 槙田 康博*; 山本 明*
no journal, ,
J-PARCニュートリノビームラインに設置される超伝導磁石システムにおいて電気絶縁材や構造材として使用される高分子材料について、77Kでの
線照射によるガス発生挙動を調べた。その結果、発生するガスのほとんどは水素であること、発生する水素は超臨界ヘリウム精製機の運転にほとんど影響を及ぼさないこと、照射後室温での保持時間の増加とともにガス発生量が増加することが明らかになった。
出崎 亮; 中本 建志*; 荻津 透*; 大畠 洋克*; 木村 誠宏*; 槙田 康博*; 山本 明*; 後閑 麻代*; 森下 憲雄; 伊藤 久義
no journal, ,
J-PARCニュートリノ実験・50GeV-750kW陽子ビームライン用超伝導磁石に使用される高分子材料について、常温及び77Kにおいて線照射を行い、機械特性の変化を測定した。その結果、高分子材料は十分な耐放射線性を有しており、10年間の運転に相当する吸収線量においても、機械特性の劣化は無視できる程度であることがわかった。
末岡 通治; 川俣 陽一; 栗原 研一
no journal, ,
JT-60では、実験放電中の情報の一つとして、プラズマ断面形状の実時間再構築による動画CGとプラズマ可視テレビ映像を大型ディスプレイで放映している。今回、それら二画面を合成し、さらに磁場揺動信号を音声として加えた一画面情報を記録・保存・配信する「JT-60プラズマ映像データベースシステム」を開発した。本システムは、走査線数縮小処理(ダウンコンバート)
映像音声合成MPEG2画像圧縮(7MB/60秒放電)データベース化WEB登録要求に応じて配信、の流れを自動的に実行するシステムである。本ポスター講演では、本システムの設計・制作にかかわる詳細とシステムの稼動結果について報告する。
Pensl, G.*; Frank, T.*; Reshanov, S.*; Schmid, F.*; Weidner, M.*; 大島 武; 伊藤 久義
no journal, ,
炭化ケイ素(SiC)半導体の浅い準位及び深い準位を持つ欠陥についてレビューをする。SiC中の炭素サイトに存在する窒素(N)は、浅い準位であるドナー不純物として働くことが知られているが、シリコン(Si)や炭素(C),ネオン(Ne)との共注入を行うと、すべての場合でNの電気的活性化率が減少することが見いだされた。このことはボロンとC共注入で報告されているサイトコンペティションモデルとは相反する結果である。今回の結果を解釈するために、200keV電子線をN注入したSiCへ照射した。200keV電子線がSiC中のCのみをはじき出すことを考慮して解析を行った結果、NとCサイトの空孔の複合欠陥(N
-V
)が生成され、Nドナーの電気的活性化率低減を引き起こしている可能性が示唆された。また、硫黄(S)イオン注入したSiCの深部準位測定(DLTS)測定を行うことで、Sが深い二つの準位を持つドナー不純物として振る舞うことが明らかとなった。
Co
の硬X線MCDの磁場依存性安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 朝日 透*; 籠宮 功*; 松本 幸治*; 佐山 淳一*; 森河 剛*; 逢坂 哲彌*
no journal, ,
希土類遷移金属(RE-TM)アモルファス合金薄膜の強い垂直磁気異方性を垂直磁気記録媒体へ応用し超高密度磁気記録を達成する試行がなされている。本研究では、希土類金属がDy、遷移金属がCoのアモルファス薄膜についてDyの5d電子及びCo 4p電子に着目して元素別ヒステリシス測定を行った。試料として組成比の異なるDyCo
アモルファス薄膜をCr(20nm)を下地層としSi基板上にマグネトロンスパッタリング法で成膜した。試料最表面は酸化防止のためSiN(5nm)を成膜した。Dy L2,3及びCo K吸収端MCD測定は蛍光収量法で大型放射光施設SPring-8 BL39XUで行った。磁気円二色性は移相子で左右円偏光切り替えて室温で測定した。MCDの測定からTb 5d, Co 4pのモーメンに関する元素別ヒステリシスループは磁場の変化に対して急峻に反転していることがわかった。これに対して全磁化VSMの反転が磁場変化に対してゆっくり起こっていることがわかった。一般に、おもに磁性を担うDy4f及びCo3d電子は局在した電子であり互いに直接には関与しあわないが、遍歴的なバンド電子であるDy 5d及びCo 4p電子を媒体として結びついていると考えられる。これらTb 5d, Co 4p電子がどのような機構で磁気的性質と結びついているか考察する。
Peterson, B. J.*; Alekseyev, A. G.*; 木島 滋; 芦川 直子*; Parchamy, H.*; 笹尾 真実子*; 三浦 幸俊
no journal, ,
プラズマの放射する広い波長範囲の電磁波や高エネルギー粒子のエネルギーを薄膜で吸収することがイメージング・ボロメータの基本原理である。エネルギー吸収の結果発生した薄膜の温度変化を真空容器の外に設けた赤外線カメラによって測定する。核融合炉に必要な放射損失や損失
粒子計測への適用を目指してイメージング・ボロメータの開発を行っている。放射損失計測の場合、ピンホールカメラの背後に置いた薄膜には放射損失分布の二次元画像が映し出される。損失粒子の計測の場合には、薄膜の一方向で多重膜の厚さを変化させてエネルギーの弁別を行い、残る一方向でピッチ角の分解を行う。大型ヘリカル装置及びJT-60Uトカマクにおけるイメージング・ボロメータ計測,較正実験,イオンビーム装置を用いた損失粒子計測検出部の予備実験、及びITER用イメージング・ボロメータと損失粒子計測の設計などを中心に報告する。
飛田 健次
no journal, ,
球状トカマク炉は、ARIES-STの設計例に見られるように20mに及ぶその高さが特徴的であり、現在のコンパクトな球状トカマク実験装置と比べて巨大である。従来のトカマク炉設計と同等の除熱技術に依存する限り、球状トカマク炉が巨大になることは自明であり、コンパクトな炉を目指すのであれば超高熱負荷をハンドルするブランケット技術の開発が不可欠になる。球状トカマクのような低アスペクト比領域には、高楕円度での安定性,高ベータ限界といった炉心プラズマに関連したメリットに加えて、磁気エネルギーの大幅低下によるトロイダル磁場コイルの軽量化,高稼働率を実現しうるセクター一括引き抜き保守方式との整合など炉設計上の大きなメリットがある。将来のトカマク炉は必然的に高ベータ化による経済性向上を目指すと考えてよく、球状トカマク研究は、当面、従来のトカマク研究ではカバーできない高ベータ領域の知見先取りの役割を果たしうる。特に、新古典テアリングモード及び抵抗性壁モードの抑制による定常高ベータ領域へのアクセスの研究は将来のトカマク炉の開発路線(低アスペクト比化)を判断するうえで不可欠である。高ベータプラズマに対する不安要因の一つは、高エネルギー粒子起因のMHDモード(高エネルギー粒子モード)の出現である。高エネルギー粒子モードはMAST, NSTXでしばしば観測されており、このような高エネルギー粒子研究は、高ベータトカマク炉におけるアルファ粒子挙動を予見する役割を担いうる。
永石 隆二; 有阪 真; 木村 貴海; 北辻 章浩
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イオン性液体IL中でのEu(III)イオンの配位状態とその物理化学的挙動を解明するため、負イオン(bis(trifluoromethanesulfonyl)imide=tfsi)と正イオン(イミダゾリウムまたはアンモニウム)を含む疎水性IL中で、Eu(III)の分光及び電気化学特性を水分量の関数として調べた。分光学的研究では、発光寿命から決定したEu(III)の内圏水和数の増加とともに、Eu(III)の配位子場の非対称性を示す発光スペクトルのピーク強度比が減少した。水和数9の場合Eu(III)がIL中で水和イオンのような分光特性を示すこと,水和数9未満でtfsiイオンがEu(III)への内圏配位と励起Eu(III)の消光に関与することを明らかにした。電気化学的研究では、Eu(III)/(II)の酸化波または還元波を測定し、水溶液での結果と比較して、ピーク電位の正側へのシフトとピーク電流の減少をIL中で確認した。これらは、Eu(II)が水溶液中に比べ安定に存在できること,IL中でのEuの動きがILのイオン対により阻害されることを示す。