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今井 剛; 坂本 慶司
NEW DIAMOND, 15(1), p.26 - 27, 1999/11
原研におけるミリ波帯の大電力出力用ダイヤモンド窓の開発の進展について概要を述べる。ダイヤモンドはミリ波帯での伝送損失(発熱)が極めて小さく、熱伝導率が極めて高いことから、理想的な出力窓であったが大口径の板状の高品質人工ダイヤの製造が難しかった。最近大口径の厚肉のものが製造可能となり、その特性を生かした人工ダイヤモンド窓の開発に成功した。さらに、その窓を大電力のミリ波の発振器であるジャイロトロンに適用し大きな成果を挙げた。
高エネルギー粒子加熱及び電流駆動専門家G
Nuclear Fusion, 39(12), p.2495 - 2539, 1999/00
ITERの追加熱・電流駆動方式として、電子サイクロトロンシステム、低減混成波帯システム、イオンサイクロトロン波帯システム、中性粒子ビーム入射システムの4つの方式を検討した。日、米、露、欧の4極の専門家グループを中心に、世界中のITER物理R&Dの成果をレビューし、それぞれのシステムごとに達成度、有効性、今後の課題を摘出し、実験炉ITERの加熱電流駆動方式として持つべき性能を提言した。
山内 俊彦; 星野 克道; 川島 寿人; 小川 俊英; 河上 知秀; 椎名 富雄; 石毛 洋一*
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 37(10), p.5735 - 5741, 1998/10
被引用回数：3 パーセンタイル：18.91(Physics, Applied)JFT-2Mトカマクにおける電子サイクロトロン共鳴加熱プラズマで、電子密度分布がホロー化していることを初めて、TVトムソン散乱装置によって測定することができた。この時の電子サイクロトロン共鳴加熱パワー250KWで電子密度は1.2
10
cm
であった。電子温度は逆に中心が加熱され、2.7keVで飽和していた。この原因として、スーパーサーマル電子によるもの、負磁気シェアによるもの、及び電子のドリフトによるもの等考えられた。ここでは、スーパーサーマル電子による電界で中心の電子密度がポンプアウトされるとして評価すると、密度の減少分は実験値を説明できた。
山内 俊彦; 星野 克道; 川島 寿人; 小川 俊英
Physics Letters A, 246(6), p.534 - 541, 1998/00
被引用回数：1 パーセンタイル：15.76(Physics, Multidisciplinary)JFT-2Mトカマクプラズマに電子サイクロトロン共鳴加熱(ECRH:Oモードの中心加熱、約250KW入射)を行った時、プラズマ中心にホローのある電子密度分布が初めてTVトムソン散乱装置によって測定された。周辺の分布は、中心領域からの粒子のポンプアウトと外からのガスパスの入射により増加している。このホロー化は時間とともに深くなり、約40ms後に飽和し、少々の温度減少があってもホロー比を一定に保っている。このホロー比はトムソン散乱信号のフィッテング曲線の誤差から生じているのではなく、電子加熱帯周辺の急激な温度勾配と強く関係している。
山内 俊彦; B.Grek*; 星野 克道; B.Leblanc*; D.Johnson*; J.Felt*; 椎名 富雄; 栗田 源一; 石毛 洋一*; 小沢 皓雄
Physics Letters A, 223(3), p.179 - 185, 1996/00
被引用回数：6 パーセンタイル：53.14(Physics, Multidisciplinary)低密度JFT-2Mプラズマの詳細な電子温度分布(空間分布の分解能:0.86cm)がTVトムソン散乱装置(TVTS)を使って測定された。ここではm=2/n=1磁気島の電子温度である平坦な分布が、磁気島のない場合と著しい違いを示している。その他に、m=2/n=1磁気島は局所的なECRH加熱で効率よく抑制されたことが示されている。
恒岡 まさき; 藤田 秀男*; 今井 剛; 浅香 敏夫*; 飯山 俊光*
電気学会論文誌,D, 115(5), p.539 - 544, 1995/00
プラズマ核融合の電子サイクロトロン共鳴加熱装置(ECRH)の発振源であるジャイロトロンの効率は30%台と低くコストパフォーマンスが低い難点がある。そこでエネルギー回収ジャイロトロンと駆動電源を開発した。本論文はこの駆動電源のうち、重要な電子ビームの加速電源の開発について述べた。本電源はDC-DCコンバータ方式を採用したDC250V、120AをDC100kV、0.3Aに変換するもので5kHzのインバータ、高周波昇圧変圧器およびPWMチョッパ回路によって構成されている。高周波変圧器においては正弦波で7kHzまでの周波数応答を得ている。この変圧器と対に6台のインバータを30°の位相差を設けて特高出力のリップルを緩和している。さらにチョッパ制御には積分制御と状態フィードバックを用いてオーバーシュートすることなく20msの応答速度を得ている。これにより効率48%のジャイロトロン実験に成功した。
恒岡 まさき; 藤田 秀男*; 永島 孝; 奈良 秀隆*; 石橋 正幸*; 原田 和彦*
プラズマ・核融合学会誌, 70(9), p.992 - 1002, 1994/09
本論文は核融合プラズマの高周波加熱法の1つである電子サイクロトロン共鳴加熱(ECRH)に用いられる発振源のジャイロトロンの実証実験に必要な高圧高安定化電源の制御と保護について述べたものである。特に長パルスジャイロトロンの運転には商用系統から受電するが、負荷保護に用いるクローバスイッチによって短絡させられる点が問題となる。これを解決するため交流のGTOスイッチを採用した。さらにジャイロトロンのカソード電圧を
0.2%に安定化させるためレギュレータチューブを採用した。また、ジャイロトロンの高速保護のため高速インターロック回路を採用した。ここではこれらGTOスイッチの制御、レギュレータチューブの制御を明らかにし、さらに高速インターロック回路の動作について明らかにした。
恒岡 まさき; 坂本 慶司; 春日井 敦; 今井 剛; 假家 強*; 林 健一*; 満仲 義加*
電気学会論文誌,B, 114(11), p.1179 - 1180, 1994/00
本論文はCPDジャイロトロンとそれを駆動する電源システムについて述べたものである。CPDジャイロトロンは発振終了後の電子ビームを減速させるため、コレクターとボディを絶縁し、カソードとボディ間に加速電界を与え、ボディとコレクター間に減速電界を与えてエネルギー回収するものである。これを駆動する電源は加速電源と発振電力を供給する主電源の2種に分けた。これらを組合せて発振実験を行った結果、従来は30%台の効率が50%に向上し、さらに350kW、5secの出力を得て、世界初の高効率で高出力の実験に成功した。また、この発振実験により、電力を供給している主電源の容量を大幅に下げることが出来ることを実証した。
恒岡 まさき; 藤田 秀男*; 永島 孝
JAERI-M 92-045, 94 Pages, 1992/03
本報告書はJT-60クライストロン出力試験装置を電子サイクロトロン共鳴加熱帯(100GHz帯)のジャイロトロンをも出力可能となる高周波工学試験装置へと改造した設計報告についてまとめたものである。ジャイロトロン出力試験装置としての基本性能は、出力電圧-50~-90kV、出力電流は30A(短パルスモードでは40A)の運転が可能で、パルス幅は最大10sである。その出力電圧の安定度は0.2%以下であり、電流の立上げは200
s以下の高速立上げを可能とするものである。さらに本論では、序論、設計方針、各部仕様、まとめ、謝辞について述べ、設計方針では主結線機器配置から法律上問題となる点について触れ、さらに各部仕様ではジャイロトロン出力試験装置として新たに配備した主要機器について述べた。
小田島 和男; 大麻 和美; 志甫 諒; 尾田 年充*; 多幾山 憲*; K.Mizuno*; J.H.Foote*; D.G.Nilson*; S.L.Allen*; T.A.Casper*
JAERI-M 90-088, 65 Pages, 1990/06
米国ローレンスリバモア国立研究所(LLNL)においてすすめられている自由電子レーザのマイクロ波を用いてプラズマを加熱する実験計画・MTX計画において、プラズマ中のFELマイクロ波の電界を測定する計画が日米の協力で進められている。現在は測定原理にもとづき、設計1部では製作が始まっている。本報告書はその測定原理と、作業の現状について報告する。
小田島 和男
日本原子力学会誌, 31(10), p.1093 - 1097, 1989/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)ミリ波自由電子レーザーは核融合研究において、これまで不可能であった数値GHz、数MWの電子サイクロトロン共鳴加熱を可能にし、周波数可変、絶縁破壊から開放された大出力電力密度を可能にするとともに、閉じ込め研究に対してもこれまでにない新しい領域を開く革新的な手段となる可能性をもっている。この可能性を実験的に確かめるべく米国ローレンスリバモア国立研究所においてMTX計画がスタートした。
志甫 諒
エネルギー・資源, 10(6), p.515 - 520, 1989/00
FELによるトカマクプラズマの加熱計画の物理的意義、技術的意義、問題点等を解説し、合わせて、日米協力MTX計画の概要を紹介する。
小田島 和男
核融合研究, 56(2), p.81 - 95, 1986/00
最近の加熱実験の話題を解説した。追加熱がどのようなものであれ(周辺加熱、中心過熱、イオン電子、etc)追加熱中の全閉込め時間が変らず、分布さえも変らないという「profile consistency」という現象が最近見つかった。この現象をひき起こすプラズマの性質「自己形成」こそが、追加熱プラズマ閉込めの悪化の原因であることを指摘した。
上原 和也
核融合研究, 56(3), p.169 - 195, 1986/00
プラズマ・核融合学会より依頼された解説記事である。小田島和男氏の「追加熱の閉じ込め特性」に続く、一連のシリーズの第2弾としてローワーハイブリッド加熱実験の現状と、最近の核融合指向のRF加熱技術についてわかり易く解説したものである。ローワーハイブリッド加熱実験では、結合特性、イオン・電子加熱および電流駆動について原研RFグループの成果が紹介され、又世界の大型トカマクでの実験についても紹介されている。RF加熱技術については、増巾管の現状がLHRF,ICRF,ECRHについて周波数を追って解説された後、伝送系と結合系の問題点と現状とがわかり易く解説されている。
安積 正史; 毛利 明博*
Phys.Lett.,A, 42(1), p.81 - 82, 1972/01
トロイダル・トーサトロン磁場では、垂直磁場を調整する事により、リングレス・クワドルポール型の磁場配位を作り出す事が出来る。本論文は、この磁場配位におけるプラズマ閉じ込めを、名大プラズマ研における装置「SPAC-I」を用いて実験的に調べたものである。プラズマは、2.45GHzECRH(アルゴンガス)で作られた。電子温度及び密度は、それぞれ4eV及び~10
cm
。実験の結果、磁場配位そのものは、トーラス面に対して上下対称であるにもかかわらず、プラズマの密度分布、及びフローティング・ポテンシャル分布が共に上下非対称となる事が明らかになった。これは、内部セパラトリックスにおいて回転変換角が0になる為、トロイダル・ドリフトによる荷電分離を中和する事が出来ずに、上下いずれかのプラズマが、トーラス外側にドリフトしてしまう為である。ダブレット型の磁場配位においても電流が十分立ち上がらない段階では、同様の現象が起る事が予想される。
