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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。
土屋 勝彦; 木津 要; 安藤 俊就*; 高橋 弘行*; 松川 誠; 玉井 広史; 三浦 幸俊
no journal, ,
最近の定常高ベータ装置(トカマク国内重点化装置)の設計においては、高ベータプラズマ制御に重要とされるプラズマ形状のパラメータをより広く振れるように、プラズマ平衡磁場コイルを7つに増加するなどの改良が施されている。本講演では、本装置における超伝導コイルの設計に関する現状について、詳細に報告する。特に、トロイダル磁場(TF)コイルに関しては、従来設計の応力変位解析によって蓄積した知見に基づき、構造の最適化を行った。この新たな構造について応力変位解析を行った結果、コイル支持構造物に関して、最大の電磁力を受けるプラズマ消滅時においても、「最大変位10mm以下,最大応力547MPa以下」という設計条件を満たすことを確認した。また、超伝導性能の劣化をもたらす、コイル巻線部に生じる応力や歪みについても上記と同じ電磁力荷重条件にて評価した結果、巻線部全体にわたって-0.03から+0.07%程度であった。この時、ウェッジ部における横圧縮力は、最大経験磁場において40MPa以下であった。これらの値は、想定しているTFコイル導体の運転電流値に対して影響を及ぼさない程度であることがわかった。以上の結果より、本装置のTFコイルについて十分な強度を持つ支持構造を得ることができたといえる。
伊藤 集通; 乙坂 重嘉; 川村 英之
no journal, ,
日本海における放射性核種の存在量の把握と、これらの移行過程及び海水等の循環過程の解明を目的として、日本海の日本とロシアの排他的経済水域内での調査研究を1997-2002年の期間に行った。その結果として、海水中,海底土中の人工放射性核種の濃度レベル及び分布、並びに移行に関して個別に報告を行ってきたが、今回は、日本海における人工放射性核種の全存在量について報告する。溶存態核種に分類される
Sr及び
Csの全存在量は、それぞれ、550
2900Bq/m
, 6804400Bq/mの範囲にあった。全存在量の測点間の差は、基本的には各測点の水深の違いに依存しており、海域の違いによる目立った差は見られなかった。海水中と海底土中での存在量の比を見ると、多くの測点で全存在量の99%以上を海水中の存在量が占めていたが、大和海盆の縁辺部では海底土中の存在量の寄与が、Srで約19%、Csで約327%と比較的大きくなっていた。一方、粒子親和性の強い
Puでは、全存在量は、37136Bq/mで、基本的には測点の水深に依存するものの、大和海盆内でのばらつきが大きく、とくに、Sr及びCsで海底土中の存在量の比率が大きくなっていた大和海盆縁辺部の測点では、海底土中の存在量が全体の50%を越え、最大では93%に達する結果を得た。
中島 憲宏
no journal, ,
高性能計算機基盤技術を用いた原子力分野のシミュレーション技術の研究開発、並びにITBLの利用計画を推進しており、今般の国際会議において、その成果であるグリッド技術とシミュレーション技術の最新成果を展示し、国際的に日本原子力研究開発機構の技術を情報発信する。出張者は、ITBLでのシミュレーション技術について、展示とデモンストレーションの説明を行う。また、解析技術競争大会(Analytic Challenge Award)においてプレゼンテーションを行う。
礒野 高明; 小泉 徳潔; 布谷 嘉彦; 濱田 一弥; 名原 啓博; 奥野 清
no journal, ,
TFコイル用導体の調達準備として、Nb
Snの量産試作,撚線試作及びジャケット試作を実施したので、その結果を報告する。工学設計活動として開発したモデル・コイルの試験結果及び製造技術の進展を反映した新しい技術仕様を満たすNbSn素線の量産試作を国内4社と実施した。この結果、ブロンズ法,内部拡散法とも新しい仕様を満たす素線が製作でき、調達準備が進展した。TFコイル用撚線の製造性の実証のため、硬銅線を用いて撚線を試作した。撚線の難易度が上がり、最初の試作では目標外径41.1mmが達成できなかった。このため、国際チームと協議のうえ、撚り構成を見直し、撚りの順番を入れ替えて最終撚りを5本とした撚線を試作した結果、目標外径を達成し、TFコイル用撚線を製作できる見通しを得た。ジャケット試作では、単長14mのシームレス管を試作し、所定寸法公差を満たすことができた。今後は、素線の詳細特性の評価と導体評価を行う予定である。
永井 晴康; 小林 卓也; 都築 克紀; Kim, K.
no journal, ,
大気,海洋,波浪,陸面及び水文モデルを結合した環境予測モデルシステムの開発を行っている。本結合モデルシステムでは、多数のモデルを独立したまま並行計算し、モデルカップリングプログラム(モデルカップラー)が、各モデルの計算制御,同期及びモデル間相互作用のためのデータ交換をMPIにより行うことでモデルを一体化したのと同等な結合状態を実現することができる。現在、文部科学省の「人・自然・地球共生プロジェクト」の課題「広域水循環予測及び対策技術の高度化」の一環として、本結合モデルシステムの性能評価及び砂漠緑化対策の検討に適用する研究をサウジアラビアの紅海沿岸地域を対象として実施している。
礒野 高明; 名原 啓博; 布谷 嘉彦; 奥野 清
no journal, ,
高温のプラズマを効率よく閉じ込めることができる核融合発電炉を実現するためには、20T級の強磁場を発生することが有効である。このための超伝導材料として、高温超伝導体であるBi-2212が有力な候補材料である。その臨界電流性能は20Tの磁場中で1000A/mm
以上であり、強磁場の発生に十分な特性を持っている。しかし、製法上銀が必要であり、銀は貴金属であることと、使用後は放射性廃棄物として取り扱われることから、線材中の銀の割合を減らすことが重要である。従来、線材中の超伝導体に対する銀の比率(銀比)は3程度であり、通常2回行われるシングル線製作後のマルチ工程を1回とすることで、銀比1.3まで減らすことに成功した。この線材の超伝導体あたりの臨界電流密度は従来の70%ではあるが、銀比が少ないことから線材あたりにすると15%の向上となる。このため、この線材を用いることで超伝導導体の性能としても向上が期待できる。
Parchamy, H.*; Peterson, B. J.*; 木島 滋; 芦川 直子*
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JT-60Uトカマクにおいて、黒化処理した金薄膜(厚さ2.5ミクロン,有効面積9cm
7cm)を用いた準接線方向に視野を持つ赤外イメージングボロメータによる放射損失測定が開始された。赤外カメラの時間分解能は30Hzである。薄膜の不均一は今後の較正実験によって補正が可能である。また従来は8ビットの画像信号しか得られなかったが、今回14ビットのディジタル信号が取れるよう改良を行い、さらに磁気シールド及び中性子と
線に対するシールドを強化した。前回の測定ではディスラプション時に最大の主プラズマからの放射が観測できた。赤外カメラの画像から放射強度の2次元分布など放射損失の多様な側面を示す情報が得られる。発表ではプラズマからの放射によって熱せられた薄膜の黒体輻射強度分布データを既存の抵抗型ボロメータの信号と比較して紹介する。なお、この研究の一部は科研費の支援(課題番号16560729と16082207)により実施されている。
谷 正之; 鈴木 喜雄; 西田 明美; 中島 憲宏
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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エア並びに原子力プラントの構造解析などのアプリケーション技術の研究開発を推進している。今回は特に、ミドルウエアとして分散環境下での可視化技術、セキュア通信基盤ソフトStarpc、アプリケーション技術として部品の挙動を考慮した原子炉全体解析技術についてパネル並びにリーフレットを使い発表する。
乙坂 重嘉
no journal, ,
1998年から2002年にかけて、日本及びロシアの排他的経済水域内で行われた海洋調査のうち、海底堆積物及び沈降粒子の分析結果を解析し、粒子状物質の輸送過程をまとめた。日本海における堆積物中のPu-239+240の存在量は、人為的な放射性物質の投棄が行われた日本海西部に比べて、南東部(対馬海盆及び大和海盆縁辺部)で大きかった。日本海における堆積物中の人工放射性核種の分布は、人為的な要因に比べて日本海が持つ物質循環過程を強く反映していることがわかった。セジメントトラップ実験によって日本海南東部で採取された沈降粒子の元素組成から、日本海南東部では、アジア大陸起源の粒子が、大気経由ばかりでなく、東シナ海から対馬暖流によって運ばれてきたことが示された。これらの現場観測は、物質の動きを計算機上でシミュレーションするためのモデル開発で貴重な情報として利用され、日本海におけるさまざまな物質の循環像を包括的に議論することが可能となる。
南 龍太郎; 春日井 敦; 高橋 幸司; 小林 則幸; 坂本 慶司
no journal, ,
ITER用RF加熱技術開発として、核融合プラズマの加熱・電流駆動のための大電力ミリ波源ジャイロトロンの開発を行っている。今回、安定な長パルス動作を妨げる問題点の対策として、モード変換器放射器内部形状を解析的に最適化し、ビーム電流生成部のヒーターの入力パワーをプレプログラミング制御によりブーストすることで、電流減少を補償する実験を行った。その結果、これまでに、0.13MW/600秒,0.2MW/550秒,パルス幅1000秒の安定な電子ビーム運転を実証している。
三輪 周平; 逢坂 正彦; 井上 賢紀; 田中 健哉
no journal, ,
アメリシウム(Am)の模擬材料としてセリウム(Ce)を用いてターゲットの作製試験を実施した。文献調査によりAm酸化物の顆粒をMgOに分散させた形態のターゲットを対象とし、その製造性に着目してターゲットの製造方法を策定した。粉末冶金法を用いたMgOを母材としたターゲットの作製方法を確立し、密度測定,XRD,SEM観察,EDS測定,熱伝導率測定により特性評価を実施した。
水谷 朋子; 檜山 佳典*; 藤井 理行*; 武石 稔
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MOX燃料取扱施設などの核燃料サイクル施設では、空気汚染モニタリングとして、アルファ線放出核種の監視が重要となる。排気ダストを捕集したろ紙試料からアルファ線放出核種が検出された場合、原因調査の観点から、プルトニウムとウランの核種組成確認のために捕集試料の放射化学分析を行う。MOX燃料製造施設では、通常の硝酸浸出では溶解できない焼結プルトニウムが含まれる可能性があり、灰化した捕集材をフッ化水素酸及び硝酸で完全に分解する。そのため、捕集材そのものに含まれる天然ウランのBGレベルを分析に使用する試薬類を合わせて調査し、分析上の留意点を検討した。
田中 靖人; 秋野 仁志; 吉富 寛; 西藤 文博; 半谷 英樹; 小野寺 淳一
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FCAにおける放射線作業の特徴は、炉心燃料装荷変更作業においてプルトニウム及びウラン燃料要素を取り扱う手作業があることや、実験準備等のため炉心近傍の比較的線量の高い場所で作業すること等が挙げられる。よって事前の作業計画において計画被ばく線量を設定することが重要となり、これまで蓄積された過去のデータを統計処理し、被ばく線量を推定することが必要である。本発表では被ばく線量を推定するために、プルトニウム燃料要素及びウラン燃料要素を取り扱う作業を対象として燃料取扱枚数及び被ばく線量の統計処理を行った。一つ目の作業として、アメリシウム-241からの低エネルギー線(59.5keV)の管理が重要となるプルトニウムを取り扱う炉心燃料装荷変更作業において、年間のプルトニウム燃料のべ取扱枚数と、それに対応する集団実効線量及び指の皮膚の集団等価線量との関係を調査した。二つ目の作業として、おもにウランの高エネルギーベータ線による皮膚の被ばくがあったウラン燃料要素再被覆作業において、ガラスバッジで測定された70マイクロメートル線量当量と指リング型TLDで測定された指の皮膚の等価線量との関係を調査した。その結果、これらの作業と被ばく線量との関係において、おおよその比例関係が見いだされ、今後の燃料要素取扱作業での計画被ばく線量の設定に活用できることがわかった。
駿河谷 直樹
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使用済核燃料の再処理プロセスにおいて、ウラン及びプルトニウム濃度を精確に求めることは核物質管理の観点からも重要である。本研究では、同位体希釈法で核燃料物質中ウラン・プルトニウムを定量するためのスパイク標準試料の開発を行った。安定性に乏しかった従来の調製法に替わる、セルロースのエステル化合物を利用したウラン・プルトニウム乾固物のコーティングという新しい手法により、標準物質としての長期安定性が確保された。両元素の濃度及び同位体比を値付けした認証標準物質として入手が可能である。
乙坂 重嘉; 外川 織彦; 田中 孝幸; 天野 光; 皆川 昌幸*
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日本海深海域における粒子状物質の生物地球化学循環を明らかにするため、西部日本海盆(WJB),東部日本海盆(EJB)及び大和海盆(YB)の3海域で得られた沈降粒子中の鉛-210(Pb-210)濃度と有機態放射性炭素(C-14)同位体比を測定結果から、粒子の輸送過程とその時間スケールについて検討した。水深1km層における沈降粒子中のデルタ14C値は、-13
22パーミルで、海域による差は見られなかった。底層(海底上200m)で得られた沈降粒子中のデルタ14C値は、YBでは水深1km層のそれと同程度であったが、WJB及びEJBでは、浅層の値に比べて55パーミル程度低かった。このことから、日本海北部(WJB and EJB)の深海域では、南東部(YB)に比べて長い時間スケールでのPOC循環を持つことが示唆された。海水柱内の鉛-210(Pb-210)の収支をWJBとEJB間で比較した結果、WJBに供給されるPb-210の60%は東部に輸送されていると見積もられた。
Al素線とケーブル・イン・コンジット導体の臨界電流に対する引張り・圧縮歪みの影響木津 要; 安藤 俊就*; 奥野 清; 小泉 徳潔; 島田 勝弘; 妹尾 和威*; 高畑 一也*; 玉井 広史; 土屋 勝彦; 西村 新*; et al.
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トカマク国内重点化装置トロイダル磁場コイルの候補線材であるニオブアルミ(NbAl)素線とケーブル・イン・コンジット(CIC)導体の引張り・圧縮歪みによる臨界電流(Ic)の変化を測定することを目的に、コイルばね状に成形したベリリウム銅製サンプルホルダー,ホルダーの外表面に取り付けられる超伝導サンプル、及びこれらのサンプルに低温中で連続的に異なる歪みを印加し、Ic特性を取得できる新たな実験装置を製作した。サンプルは、サンプルホルダーの外表面にNbAl素線を取り付けたもの(素線サンプル)と、NbAl素線2本,銅線1本をステンレス鋼製のコンジットに入れたCIC導体をサンプルホルダーに取り付けたもの(CICサンプル)を製作した。これより素線サンプルは-0.88%+0.15%の、CICサンプルは-0.91%+0.26%の歪み領域のIcの測定に成功し、NbAlの歪みによるIcの減少がニオブスズより小さいことを確認した。また、素線サンプルとCICサンプルの臨界電流密度(Jc)の比較よりCICサンプルの歪みによるJcの減少は素線サンプルより緩やかであるという結果が得られた。これはCIC導体中の素線の歪みの緩和を示唆しており、導体中の素線が撚られていることに起因すると推察される。
白石 明美; 関口 真人; 橘 晴夫; 吉澤 道夫; 小室 祐二*; 根本 喜代子*; 大川 伊久子*
no journal, ,
日本原子力研究所(原研)は、昭和31年に設立され、その翌年からフィルムバッジ(FB)による個人線量の測定を開始し、昭和40年には電算機による個人被ばく管理システムが整備され被ばくデータの管理が行われてきた。核燃料サイクル開発機構との統合(平成17年10月)を機に、原研の48年間に渡る被ばく統計をまとめ、他の測定機関の統計データとの比較等を行った。過去48年の総線量及び個人平均線量の推移から、原研における主な放射線作業の推移及び被ばく低減の努力を読み取ることができる。
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。