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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。
三輪 幸夫
no journal, ,
軽水炉ではBWR又はPWRで腐食環境が酸化性又は還元性と異なるにもかかわらず、ステンレス鋼で(照射誘起)応力腐食割れが生じている。この点について、方位像顕微鏡を用いた粒界の耐食性の観点からのJAEAの研究結果を紹介し、耐食性劣化の小さい粒界でもき裂が進展することを明らかにした。次に、腐食環境や粒界耐食性の違いにもかかわらず粒界型応力腐食割れが生じていることから、応力の影響についての研究状況を紹介した。実機で生じている割れは開口が小さいことから、局所的な応力を測定する必要があると考え、JAEAで開発した方位像顕微鏡を用いミクロな塑性ひずみ(応力に相当)を測定する技術の紹介を行い、溶接継ぎ手のき裂のひずみ分布測定の結果を報告した。そして、粒界き裂先端には大きな塑性ひずみが加わることを明らかにし、局所的な塑性ひずみが応力腐食割れの重要な因子の1つである可能性を示唆した。一方、マクロな応力の影響についてJAEAが調べた研究成果についても紹介した。応力を与えて照射した試験片でも照射後の応力腐食割れ感受性には応力の影響は見られないこと、応力が負荷されることで照射硬化や粒界での耐食性劣化が抑制されることを明らかにした。後者の結果は先の結果の応力の重要性を補償する結果とは成り得ず、ミクロからマクロへのマルチスケールでの機構解明のための研究が重要であることを議論した。
田村 文彦; Schnase, A.; 山本 昌亘; 野村 昌弘; 吉井 正人*; 大森 千広*; 高木 昭*; 原 圭吾*; 穴見 昌三*; 絵面 栄二*
no journal, ,
J-PARCの速い繰り返しのシンクロトロン(RCS)は大強度陽子ビーム電流を扱うために、非常に安定で正確なローレベルRF制御(LLRF)システムを必要とする。MA装荷の低いQ値の空胴が用いられ、2つのハーモニックの重畳のRF信号で空胴がドライブされる。ハーモニックは、加速及びバンチの整形に用いられる。DDSを基本としたフルデジタルのシステムが用いられ、DDSによって生成される各ハーモニック信号の同期は容易である。LLRFシステムのデザイン及び構成について述べる。ビームの安定化のためのフィードバック、ビームローディング補償などから構成される。製作中のモジュール群についても述べる。
羽柴 公博; 松井 裕哉; 佐藤 稔紀; 瀬野 康弘
no journal, ,
地下構造物の長期的な挙動と安定性を評価するには、岩石の時間依存性挙動の解明が重要である。しかし、岩石の時間依存性や粘弾性的性質に関する研究成果は数多く報告されているものの、時間依存性に及ぼす応力履歴の影響に関する知見は少ない。そこで本研究では、凝灰岩と珪質岩を用いて多段階クリープ試験を行った。第1段階と第2段階のクリープ応力や第1段階のクリープ継続時間を種々変化させて、クリープ挙動に及ぼす応力履歴の影響を検討した。その結果、第1段階のクリープの影響により、第2段階の初期クリープ歪速度が小さくなる場合があることがわかった。さらに、第1段階と第2段階のクリープ応力の差が小さく、第1段階のクリープ継続時間が長いほど、第2段階に及ぼす応力履歴の影響が大きくなることがわかった。凝灰岩と珪質岩の試験結果を比較したところ、珪質岩の方が、クリープ挙動に及ぼす応力履歴の影響の程度が大きいことがわかった。
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(800
C)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6MeV
18MeV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*
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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
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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。
W/Reジェネレーター橋本 和幸; 菱沼 行男*; 石川 幸治*; 照沼 仁*; 蓼沼 克嘉*; 内田 昇二*; 松岡 弘充
no journal, ,
レニウム-188は、高エネルギーの
線を放出する等がん治療用として優れた核特性を持ち、さらに、W(半減期69.4日)の娘核種として生成し、入手が容易であるため、がん治療用RIとして注目されている。しかしながら、得られるWの比放射能が低いため、アルミナカラムを使用した従来のジェネレーターでは、カラム容積が大きくなり、溶出したReの放射能濃度が低くなる問題点がある。Reの放射能濃度の向上を目指して、旧原研と化研が共同で開発したモリブデンの吸着容量がアルミナの100倍以上もあるジルコニウム系無機高分子PZCのW/Reジェネレーターへの応用可能かどうか、基礎的な検討を行った。WのPZCカラムへの吸着収率,Reのカラムからの長期溶離安定性,WのPZCカラムからの脱離の確認、そして、PZCから溶離したReのHydroxyethylidene Diphosphonic Acid(HEDP)とMercaptoacetyltriglycine(MAG3)への標識を試みた結果、長期間におけるWのPZCへの安定した吸着,ReのPZCからの溶離安定性及び良好な標識率が確認でき実用化の可能性が示唆された。
山岸 信寛; 青柳 哲雄; 長谷川 幸弘; 中島 憲宏; 谷 正之
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システム計算科学センターでは、ITBLプロジェクトの目的の1つである仮想研究環境の実現のため、基盤ソフトウェアとしてITBLシステム基盤ソフトウェアを開発した。本ソフトウェアの通信機構である Starpc(Seamless Thinking Aid Remote Procedure Call)は、複数の組織に所属する研究者が、ファイアウォールを越えてプログラム, データ, 計算機等の資源や、研究成果を共有するために必要な通信機能を備えている。本発表では、パネルやリーフレットを用いた説明及びデモンストレーションにより、ITBLシステム基盤ソフトウェアにおける通信機構の構造,機能及び特徴を説明する。
高野 克敏; 堤 史明; 河野 勝己; 濱田 一弥; 中嶋 秀夫; 奥野 清
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日本原子力研究開発機構は、ITER超伝導コイルで使用される構造材料のデータベース構築及び建設期における構造材料の品質管理を効率よく実施するため、三台の極低温試験装置を新たに設置した。一方、極低温試験装置の軸心の検査については、これまで、あまりデータが公表されておらず、測定上の問題点も不明である。そこで、JIS Z 2277, JIS Z 2283に従い、4枚のひずみゲージを添付した検定用試験片を製作し、室温,液体ヘリウム中におけるこれらの試験装置の軸心を検査した。偏心度の測定では、試験片チャック方式に依存した問題のあることが示され、独自のデータ処理の手法を見いだした。その結果、試験装置の軸心はJIS規格で規定されている偏心度を満たすことを確認した。
杉本 誠; 喜多村 和憲; 濱田 一弥; 中嶋 秀夫; 奥野 清
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ITERトロイダル磁場(TF)コイルの主要構成機器であるコイル巻線及びコイル構造物の調達準備として、巻線製作のスキームを具体化する検討を行っている。コイル巻線は、巻線後熱処理した導体をラジアル・プレートに収納し、これを積層し含浸する。これらのプロセスに必要な加工装置を検討した。さらに本プロセスの後、コイル巻線とコイル容器を一体化する工程で必要な加工装置と巻線支持治具の詳細検討を行い、巻線・コイル容器の一体化手法を具体化した。これら一連の巻線調達スキームを検討した結果、製作スケジュールや工場内レイアウトを明確にし、コイル調達準備として実施すべき試作項目を明らかにした。本件では、これらの成果を発表する。
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。