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杉原 正芳
no journal, ,
境界ペデスタル及び境界局在モード(ELM)の物理特性がITER設計に与えるインパクトやその重要性をまとめた。また現在までに世界で開発された計算コードの予測能力について概観した。
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。
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。
宇都野 穣
no journal, ,
将来、不安定核ビームを用いた実験により、不安定核の構造及び反応に対する知見が飛躍的に増大すると考えられる。このワークショップでは、その不安定核ビームによる実験で何がわかるか展望を議論する目的で行われ、実験と理論の区別なくプログラムが組まれている。発表者は、ここ数年、殻模型を用いて不安定核の核構造及びそこからわかる殻構造について研究をしてきたが、その中で不安定核の殻構造の変化、つまり殻進化は広い領域にわたって存在する可能性があることがわかってきた。この講演では、陽子・中性子間のスピン依存した相互作用が主要因であるアイソスカラー型の殻進化と、同じ軌道にいる中性子間の強い引力が起源と思われるアイソベクター型の殻進化について、微視的相互作用と殻模型計算の結果から理解されていることと理解されていないことを整理する。アイソスカラー型の殻進化は、テンソル力によってほぼ説明がつくことを、sd殻領域,pf殻領域を例にとって示すが、一方、アイソベクター型の殻進化の起源は計算で用いられる相互作用依存性があり、予言できる段階にまだ到達していないことを、酸素同位体における中性子数14の閉殻とカルシウム同位体における28の閉殻を例に議論する。
及川 聡洋
no journal, ,
ITER計画の目標は、核燃焼プラズマの物理研究,外部加熱入力と核融合出力の比Q
10を300-500秒間持続すること,Q5のもとでの定常運転の実証を狙うことである。これらの目標を達成するには詳細なプラズマ診断と適切なプラズマ制御が鍵となる。計測システムの役割は、ITER装置の運転と保護,プラズマ実時間制御のための計測診断,プラズマ性能最適化と性能評価のための計測診断,核燃焼プラズマの詳細物理研究のための計測診断である。ITERは豊富な計測器群を備え核燃焼プラズマの詳細な物理研究が行える唯一の装置であり、計測器開発・整備の意義は極めて大きい。プラズマ制御システムはプラズマ運転の制御を行うとともに装置保護の機能を担い、プラズマ計測系,コントローラ,アクチュエータから構成される。具体的には、プラズマ形状及び配位制御,ダイバータ制御,燃焼制御,MHDモードの回避及び抑制,ディスラプション制御がある。また、最近のトカマク実験の成果を踏まえ、電流分布制御や圧力分布制御も視野に入れている。
麻生 良二
no journal, ,
INPROにおける核拡散抵抗性分野へのこれまでの取り組み,同分野における他の国際的プロジェクトとの関係,これからの日本の取り組みに関して報告する。
草間 義紀
no journal, ,
日本はITERの計測装置として、ダイバータ不純物モニター,ポロイダル偏光計,周辺トムソン散乱計測装置,マイクロフィッションチェンバー,外側ダイバータターゲット熱電対を調達分担する予定である。これらについては、実機の設計及び製作に向け、現在、設計検討と機器の試作試験を進めている。ダイバータ不純物モニターでは、マイクロレトロリフレクターを試作して反射率を測定し、約20%の反射率であることを確認するとともに、アルミコーティングにより反射率が約5%向上することが明らかになった。ポロイダル偏光計では、平衡コードを用いて計測感度を評価し、ITERの標準的な誘導運転と電流駆動運転に対して、計測視線の配置案を提案した。また、第一ミラーで使用する予定のモリブデン製の大口径(直径150mm)のミラーを試作し、反射率が約60%であることを確認した。マイクロフィッションチェンバーでは、真空容器内のケーブル配線ルート図を3次元CADを用いて作成した。その際、チェンバー本体及びMIケーブルに注入するアルゴンガスのリーク対策として、MIケーブルをステンレス管で覆う二重構造とするケーブル敷設方法を提案した。また、リークが発生した際の対策として、真空排気できる機構を検討した。マイクロフィッションチェンバーの設置位置での中性子束評価及びポートプラグ内での核発熱を精度よく評価するため、3次元CAD図をもとに中性子輸送計算を行う準備を進めている。
電子系の超伝導の理解を目指して堀田 貴嗣
no journal, ,
米国ロスアラモス国立研究所におけるPuCoGa
の高温超伝導(転移温度18.5K)の発見を契機に、欧州超ウラン元素研究所や日本原子力研究開発機構において、ネプツニウムやプルトニウムなどの超ウラン元素を含む化合物の物性科学研究が急速に活性化している。今後、希土類化合物の局在的な
電子との対比において、遍歴電子系の示す特異な磁性及び超伝導機構の解明が重要な課題になると考えられる。特に、多極子自由度が存在するときの磁気秩序構造や、磁気揺らぎではなく多極子揺らぎが顕著になった場合の超伝導状態の理解が重要になる。それに対し本研究グループでは、
-結合描像を積極的に活用して、アクチノイド化合物の磁性や超伝導に対する微視的理論を展開している。まず、-結合描像に基づいて
電子の微視的モデルを構築し、関与する軌道を2つに限定してモデルを簡単化する。こうして得られた
モデルを揺らぎ交換近似法で解析した結果、軌道揺らぎによって制御される
-波超伝導の可能性を指摘した。そして、モデルではなく、=5/2の3軌道モデルに対して揺らぎ交換近似を適用し、多極子揺らぎの観点から電子系のエキゾチック超伝導の理解を目指している。本講演では、このような最近の研究の進展を紹介しながら、-結合描像に基づく
f電子系の磁性や超伝導の微視的研究の精神と意義を述べる。
山下 真一郎
no journal, ,
高速実験炉「常陽」で材料照射した各種酸化物分散強化型(ODS:Oxide Dispersion Strengthened)鋼のリング引張試験及び微細組織観察を実施し、同鋼の耐照射特性を評価した。18dpaまでは、中性子照射に伴う著しいリング引張強度特性変化は見られず、照射後の周方向強度特性・延性が良好であることを確認した。また、この時の微細組織観察からは、照射欠陥クラスターの温度依存性,析出物の形成・成長,照射による酸化物粒子の変化の兆候が明らかとなった。一方、100dpa前後まで照射したODS鋼の微細組織観察においては、高温強度特性と密接な関係にある酸化物粒子の重照射挙動を評価した。この組織観察からは、重照射により酸化物粒子の反跳溶解が顕在化し、酸化物粒子の分散パラメータが変化してしまうことを明らかにした。しかしながら、同時に、これら酸化物粒子は反跳溶解している間も転位に対しピン止め効果を発揮していたため、高温照射下における強度特性が急激に低下する可能性は低いと考えている。今後とも、継続的に照射データを蓄積し、高速炉の実用化で必要となる実機データを取得していく予定である。
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。
石森 有
no journal, ,
一定時間熱処理した土壌試料を用いて、ラドン散逸割合の変化について実験を行い検討した。これに関連して、試料のラドンの閉じこめ効果と、それに伴う線量率への寄与等について考察した。
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。
玉田 正男
no journal, ,
高分子の放射線加工によるモノづくりでは、高分子材料に電子線などの放射線を照射して生成した活性種により開始されるグラフト重合,橋かけ反応などを利用する。グラフト重合で作製した高性能の金属捕集材は、ホタテなどの海産廃棄物からのカドミウム除去や海水からウランなどの有用金属を回収に利用される。また、橋かけ反応では、ポリ乳酸などの生分解性高分子の耐熱性を向上させることができる。
松橋 信平
no journal, ,
植物ポジトロンイメージング法は、生きた植物内での栄養成分や環境汚染物の動態を動画像として視覚化できる、世界にも類を見ないユニークな研究手法である。この手法は、植物生理学,植物栄養学分野における基礎的な研究において強力なツールとなるが、植物産業分野においても活用できる可能性がある。ポジトロンイメージング画像データの定量的な解析技術を開発することにより、これまで長時間を必要としたり、判断が困難だった機能に着目したスクリーニングへの応用が可能であり、めざましい勢いで競争が繰り広げられている植物の育種産業において、短時間で正確な有用植物を選抜する全く新しい手法を提供できる。
小林 泰彦
no journal, ,
放射線によるエネルギー付与は、ほとんどの場合、荷電粒子によって与えられる。荷電粒子によるエネルギー付与はトラック構造を持ち、時間的・空間的に離散的で、粒子の電荷や運動エネルギー(速度)に依存する。従来のマクロな捉え方による吸収線量やLETといった量では、その不均一性の記述や生物効果の評価基準として不十分である。さらに、バイスタンダー効果のように、同一細胞集団内でヒット細胞から非ヒット細胞に放射線作用が伝達される現象が存在することは、放射線の生物作用をますます複雑なものにしている。マイクロビームはこういった不確実性をできる限り明確にして、個々の細胞に対する真の放射線生物学的効果を追求できる可能性を持ったツールである。そこでわれわれは、重イオンマイクロビームを用いて個別の細胞を狙って正確な個数の重イオンを照射し、その影響を長時間追跡観察するシステムを開発した。低線量放射線被曝において混在する照射細胞と非照射細胞を明確に区別して個々の細胞の放射線応答を解析することにより、バイスタンダー効果や線質効果などの放射線の生物作用の分子機構を明らかにして行く。
永石 隆二; 有阪 真; 木村 貴海; 北辻 章浩
no journal, ,
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。