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阿部 加奈子*; 中嶋 秀夫; 濱田 一弥; 奥野 清; 角井 日出雄*; 山岡 弘人*; 丸山 直行*
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 16(2), p.807 - 810, 2006/06
被引用回数：12 パーセンタイル：51.46(Engineering, Electrical & Electronic)ITERのTFコイルは68kA, 11.8Tで運転されるため、巨大な電磁力が発生する。この電磁力を支持するために、TFコイル導体はTFコイルケース内のラジアルプレート(RP)と呼ばれるD型構造体(13.8m
8.7m,幅610mm,厚み112mm)に加工された溝に埋め込まれる。RPは大型のため、複数の圧延板を既存加工機が使用できる大きさに溶接接合して、溝を機械加工し、最終的に溶接で一体化する製作方法が考えられる。原研は、実現可能なRP製作方法を検討するとともに、RPの加工方法及び加工時間を評価するために、実機RP素材である316LNを用いて、加工条件や工具寿命を測定した。また、高溶着TIG溶接と、溶接部の収縮を最小にするレーザー溶接の適用性を検討し、実際に316LNで溶接を行い溶接性や変形,溶接速度等を実測した。これらのR&Dに基づき、実機と同じ溝寸法を持つ小規模RP(750mmW1000mmL,11溝)を試作し、製作方法を検証した。完成したRP試作体の平面度は1mm以下であることを確認した。以上の結果、RPの現実的な製作方法についての見通しを得た。
神谷 健作; 大山 直幸; 井戸 毅*; Bakhtiari, M.*; JFT-2Mグループ
Physics of Plasmas, 13(3), p.032507_1 - 032507_9, 2006/03
被引用回数：14 パーセンタイル：43.82(Physics, Fluids & Plasmas)JFT-2Mでは高リサイクリング定常(HRS)Hモードと呼んでいる新しい運転領域が開拓されている。HRS Hモードに附随して、10-100kHzのオーダーの特徴的な磁場揺動が磁気プローブに観測され、特にトロイダルモード数がn=1とn
7の2つの揺動が重要と考えられる。本研究ではこれら2つの相互作用を明らかにするために、バイコヒーレンスの手法を用いて磁気プローブデータを解析することで、位相結合による別の揺動成分の存在を明らかにした。他装置で観測されるELM無しあるいは小振幅ELMのHモード中に観測される揺動との比較についても言及する。
森 雅博
電気評論, 89(9), p.7 - 13, 2004/09
ITERの計画目標は、「制御された点火及び長時間核融合燃焼プラズマを実現し、あわせて炉工学技術の総合的試験を行うことによって、平和利用のための核融合エネルギーの科学的及び技術的な実現性を実証する」ことであり、これを国際共同で実施しようと言うのがITER計画である。ITERの設計に関しては、1988年からの概念設計活動(3年間)及び1992年からの工学設計活動(9年間)を実施して、2001年7月に最終設計報告書を完成し、ITERの建設を判断するうえで必要な技術的準備を完了した。この中で、超伝導コイル,大型真空容器,ダイバータ,遮蔽ブランケット,遠隔保守機器,加熱電流駆動システム、他の技術開発を要する主要な構成機器については、実規模あるいは拡張可能なモデルの製作と試験等を行う大規模な工学R&Dを国際共同で実施し、確認された技術ベースをもとにした設計となっている。現在、ITERの建設候補地としてEUのカダラッシュサイト(仏)と日本の六ヶ所サイトが提案されており、ITER建設,運転の共同実施のできるだけ早い締結を目指して、政府間協議が行われている。
那珂研究所
JAERI-Review 2002-032, 120 Pages, 2002/11
JAERI-Review-2002-032.pdf:16.19MB
日本原子力研究所(原研)那珂研究所における平成13年度(2001年4月~2002年3月)の研究開発活動について、原研内の協力により実施した研究開発も含めて報告する。那珂研究所の主な活動は、JT-60とJFT-2Mにおける高性能プラズマ研究、及び工学研究開発を含む国際熱核融合実験炉(ITER)の工学設計活動(EDA)であり、2001年7月にEDAを完遂した。
常松 俊秀; 関 昌弘; 辻 博史; 奥野 清; 加藤 崇; 柴沼 清; 花田 磨砂也; 渡邊 和弘; 坂本 慶司; 今井 剛; et al.
Fusion Science and Technology, 42(1), p.75 - 93, 2002/07
被引用回数：1 パーセンタイル：10.13(Nuclear Science & Technology)ITER(国際熱核融合実験炉)工学設計活動における日本の工学技術の研究開発活動と成果について、欧州,日本,ロシア,米国の国際協力により実施されたITERの設計結果と合わせて述べる。ITERを構成する主要機器のうち、超伝導コイル,真空容器,高熱流束プラズマ対向機器,中性粒子入射装置,大電力のミリ波を発生するジャイロトロン等について、ITER実機に外挿可能な規模のモデル試験体を開発・製作・試験するプロセスを通じてITERに必要な新技術が開発された。日本で得られた主な成果は、13T, 640MJのニオブ・スズを用いた超伝導コイル技術,高さ15m,横幅9mの真空容器技術,20MW/m
の熱流束を処理できるCuCrZr製の冷却管技術,31mA/cmの電流密度を有する負イオン源技術と1MeVのイオン加速器技術及び1MWの出力機能を有するジャイロトロン技術である。
下村 安夫; 常松 俊秀; 山本 新; 丸山 創; 溝口 忠憲*; 高橋 良和; 吉田 清; 喜多村 和憲*; 伊尾木 公裕*; 井上 多加志; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 78(Suppl.), 224 Pages, 2002/01
日本,米国,欧州,ロシアの4極の協定に基づき、1992年7月に開始されたITER工学設計活動(ITER-EDA)は、ITER建設の判断に必要な技術的準備を整え、2001年7月に9年間の活動を完了した。本件は、ITER工学設計活動において完成された最終設計報告書の物理及び工学設計の成果を簡潔にまとめたものである。
那珂研究所
JAERI-Review 2001-042, 113 Pages, 2001/11
JAERI-Review-2001-042.pdf:10.67MB
那珂研究所における平成12年度の研究開発活動についての報告である。那珂研究所の主な活動は、JT-60とJFT-2Mにおける高性能プラズマ研究,及び工学R&Dを含むITER工学設計活動(EDA)である。
今野 力; 前川 藤夫; 春日井 好己; 宇野 喜智; 金子 純一; 西谷 健夫; 和田 政行*; 池田 裕二郎; 竹内 浩
Nuclear Fusion, 41(3), p.333 - 337, 2001/03
被引用回数：3 パーセンタイル：10.95(Physics, Fluids & Plasmas)ITERで発生する14-MeV中性子に起因するさまざまな核的問題に対処するため、原研FNSでは一連の核融合中性子工学実験をITER/EDAのR&Dタスクとして行ってきた。前回のIAEA会議では遮蔽に関してバルク遮蔽、ギャップストリーミング、核発熱及び誘導放射能実験を発表した。これらの実験を受けて、ITERのより複雑な遮蔽に対する設計精度を実証するために、ストレートダクトストリーミング実験を実施した。また、冷却材喪失事故時の安全性を担保するために、新たに崩壊熱測定実験を開始した。さらに、水の放射化を利用した信頼性の高い核融合出力モニターを開発した。本論文では、ITER/EDAのタスクとして原研FNSで新たに実施したこれらの実験の結果について報告する。
那珂研究所
JAERI-Review 2000-030, 113 Pages, 2001/01
JAERI-Review-2000-030.pdf:10.11MB
那珂研究所における平成11年度の研究開発活動についての報告である。主な活動は、JT-60とJFT-2Mにおける高性能プラズマの研究、及び工学技術活動(ITER工学R&D)を含むITER工学設計活動(EDA)である。主な成果は、JT-60において換算核融合エネルギー増倍率0.5の負磁気シア放電を0.8秒間維持することに成功したこと、JFT-2Mにおいて低放射化フェライト鋼板の設置によるトカマクの先進化研究を順調に進めていること、Nb
Snインサート・コイルの製作を完了し中心ソレノイド・モデルコイルとともに試験装置に据え付けたこと等である。ITERに関して、ITER-FEATの概要設計報告書及びその技術文書がとりまとめられた。
山本 新; 四竈 樹男*; Belyakov, V.*; Farnum, E.*; Hodgson, E. R.*; 西谷 健夫; Orlinski, D.*; Zinkle, S.*; 河西 敏; Stott, P.*; et al.
Journal of Nuclear Materials, 283-287(1), p.60 - 69, 2000/12
被引用回数：67 パーセンタイル：96.31(Materials Science, Multidisciplinary)ITER国際熱核融合実験炉の計測機器要素のうちで高放射線環境下で使用が予想されるセラミック絶縁材,窓材,光ファイバー,鏡材,線材、そして、磁気プローブ,ボロメータなどの諸特性(電気,光,熱,機械特性など)に与える放射線の影響が、日,米,欧,露の4極により、ITERのR&Dタスク協定に基づいて実験的に調べられた。現在、それらのデータを用いて、計測機器の性能評価,放射線遮蔽を含む計測機器設計作業及び保守シナリオ検討などを十分に行える段階に達している。この講演においては、ITERのEDA工学設計活動を通じてなされた計測要素に対する照射効果の研究に関連する活動及び成果をレビューする。そのレビューを通じて、4極の活動が、中央設計チームを中核とする活動により有機的に結合され、R&D資源の効率化がもたらされたこと、また各々の極の研究内容の深化がもたらされたことを具体的な例を上げて述べる。
坂本 慶司; 春日井 敦; 庄山 裕章; 林 健一*; 高橋 幸司; 恒岡 まさき; 池田 幸治; 池田 佳隆; 梶原 健; 森山 伸一; et al.
25th International Conference on Infrared and Millimeter Waves Conference Digest, p.11 - 12, 2000/00
110GHzジャイロトロンは、JT-60UでITERの物理R&Dとなる加熱電流駆動や、新古典論テアリング不安定性の抑制、プラズマの立ち上げに使用されるもので、これまでに短パルスで1.2MW,1MWでは3秒、0.5MWでは6秒までの発振を得た。これまで3本のジャイロトロンを製作しJT-60UのECH加熱電流駆動装置に装着した。約50mの伝送系にジャイロトロンを接続して実際に1MW発振でのプラズマ入射にも成功し、最大15keVの電子温度上昇を得ている。RFの抵抗損失による最も熱負荷の厳しい空胴共振器は、設計通り1秒で定常状態に落ち着いた。出力窓の中心部の温度上昇は、1MW出力に対し約25度で定常状態になっており、設計値と良く一致する。この結果は、170GHzの場合、約45度の温度上昇に対応する。また、コレクタも設計通りの温度上昇を示しており、約5秒で定常状態に達する。このようにジャイロトロン内の主要コンポーネントについて長パルス化に関する見通しが得られた。ITER用ジャイロトロン開発では、これまで世界で初めて低損失人工ジャイヤモンド窓を装着して0.5MWで8秒の出力に成功しているが、新たに電子ビームの不安定性を抑制する機構を設けることにより、出力1.2MW、発振効率33%、エネルギー回収を含めた総合効率で52%を達成した。現在、これらの成果を取り入れ、連続出力を目指した長パルス化研究を継続している。
那珂研究所
JAERI-Review 99-022, p.118 - 0, 1999/09
JAERI-Review-99-022.pdf:9.51MB
那珂研究所の平成10年度の核融合研究活動の内容について報告する。主な活動は、JT-60とJFT-2M、日米協力によるDIII-Dにおける高温プラズマの研究、及び炉工学技術開発(ITER工学R&D)を含むITER工学設計活動(EDA)である。主な成果としては、JT-60Uでの重水素放電において、透過エネルギー増倍率Q
=1.25の高性能負磁気シアプラズマを生成したことなどである。ITER工学R&Dでは、超伝導磁石の分野で中心ソレノイド・モデルコイル外層モジュールが完成し、那珂研へ搬入されたことなどである。平成10年度6月にITERの最終設計報告書がITER理事会で正式に受理された。米国を除く欧州、ロシア、日本が3年間のEDAの延長に合意し、技術目標の低減とコストを削減した設計を行うべく作業を進めている。
杉江 達夫; 小川 宏明; 勝沼 淳*; 丸尾 光正*; 北 好夫*; 海老沢 克之*; 安東 俊郎; 河西 敏
JAERI-Tech 98-047, 195 Pages, 1998/11
このシステムは、ダイバータ部での不純物粒子の同定と、粒子流入束の二次元測定等を主な目的とし、200nmから1000nmの広い波長領域の光を分光計測する。ダイバータ領域の二次元測定は、ダイバータカセット内部にモリブデン製ミラーを設置し、互いに交差する視野で行う。また、ダイバータカセット間の隙間を利用した視野により、ダイバータ領域の上部半分をX-点まで測定する。今回は、主に光学系の詳細設計、及び機械設計を行った。光学設計では、光線追跡による解析を駆使して、ダイバータ部から分光器までの光学系の最適化を行い、約10mmの空間分解能を可能とした。その他、測定限界、ニュートロンと
線照射が観測窓に及ぼす影響、感度較正方法、光軸調整方法、機器のリモートハンドリングの方法、及びデータ処理方法についても検討した。
荒木 政則; 喜多村 和憲*; 浦田 一広*; 鈴木 哲
Fusion Engineering and Design, 42(1-4), p.381 - 387, 1998/09
被引用回数：1 パーセンタイル：15.02(Nuclear Science & Technology)ITER炉内機器のうち、ダイバータの熱及び電磁負荷荷重下における構造解析を実施した。この結果、標準設計として考えている構造を多少改良することにより、許容応力内におさまることが明らかとなった。本論文では、従来、単独でしか行われていなかった熱及び電磁負荷を総合的に評価したものである。
春日井 好己; 池田 裕二郎; 前川 藤夫; 今野 力; 和田 政行*; 宇野 喜智; A.Kumar*; M.Z.Youssef*; M.A.Abdou*
Fusion Engineering and Design, 42, p.299 - 305, 1998/00
被引用回数：8 パーセンタイル：57.22(Nuclear Science & Technology)ITER/EDA R&D Task T-218として、誘導放射能に対する積分実験を原研FNSで行った。この実験の目的は、ITERにおける核設計に使われる計算コードと放射化断面積ライブラリーの妥当性を検証するための実験データを与えることにある。試料は、14MeV中性子中の実験体系の中心にある銅の中の2ヶ所で照射した。照射後、誘導放射能をGe検出器で測定した。誘導された放射性核種は線エネルギーから同定され、それぞれの核種についてその崩壊率を求めた。中性子スペクトルはMCNP-4で計算し、その妥当性は、
Nb(n,2n)
Nbなどのドシメトリー反応の反応率と比較して確かめた。実験により得られた誘導放射能は、JENDL-ACT96とFENDL-A1.2を使った計算値と比較した。その結果、一般的にJENDL-ACT96の方が比較的実験値と良い一致を示しているが、FENDL-A1もほぼ一致していることがわかった。
池田 裕二郎; A.Kumar*; 前川 藤夫; 和田 政行*; 春日井 好己; M.A.Abdou*
Fusion Technology 1998, 2, p.1469 - 1472, 1998/00
ITER R&Dタスクとして、これまでにSS-316,Cu及び黒鉛体系を用いたD-T核融合中性子核発熱実験を実施してきた。得られた実験データを基に、主要構造材料(Be,C,Al,Si,Ti,V,Cr,Fe,Ni,SS-316,Cu,Zr,Nb,Mo,W)の核発熱計算に用いる計算コード及び核データの妥当性を検証し、ITER核設計における不確定性を明らかにした。検討した発熱に直接係わる中性子核データはFENDL-1,2及びJELDL-3.2であった。実験値と計算値を比較した結果、以下のことが示された。(1)黒鉛、Ti,Cr,Ni,Nb及びMoについては全ての計算は概ね妥当である。特に黒鉛については、JENDL/PKA-KERMAファイルが最も良い。(2)Al,Si及びVのFENDL-1に関しては、過大評価が顕著で修正が必要。(3)JENDL-3.2のBeの過小評価、JENDL-3.2及びFENDL-1のWの過大評価については、KERMAデータの再評価が必要である。以上、実験誤差は10%以内であるので本実験解析により有意な計算上の不備と、その原因のほとんどはKERMAデータに問題があることが判明した。
那珂研究所
JAERI-Review 97-013, 116 Pages, 1997/10
那珂研究所における平成8年度の研究活動について報告する。JT-60においては、高ベータ・ポロイダル放電において核融合三重積の世界最高値を更新し、1.5310
keV sm
を達成した。また、負磁気シア放電の最適化により重水素プラズマ性能を向上させ、燃料の半分が三重水素であったと仮定すると透過臨界条件を達成した。W型のセミクローズド化ダイバータの改造工事に着手した。JFT-2Mにおいては、クローズド化ダイバータの実験を進めるとともに先進材料トカマク実験を開始した。ITERの詳細設計報告書が第11回ITER理事会で承認された。ITER工学R&Dとして、超伝導磁石、真空容器、遠隔操作、負イオン源、ジャイロトロン、プラズマ対抗機器、ブランケット、トリチウム、安全性等について研究開発を進めた。
佐藤 文信*; 大山 幸夫; 飯田 敏行*
JAERI-Research 97-042, 87 Pages, 1997/06
JAERI-Research-97-042.pdf:2.38MB
熱核融合炉のプラズマ診断計測システムで問題となる窓の放射線照射による発光雑音を評価するために、14MeV中性子発生装置を利用して、中性子照射中の窓材料からの発光を光ファイバとフォトンカウンティング装置によって測定する実験システムを製作し、サファイア、高純度石英ガラス、石英単結晶からの発光スペクトルと強度を測定した。全ての試料において、発光強度は10
~10
n/cm/s領域の中性子強度にほぼ比例していた。14MeV中性子照射実験でのサファイアの発光効率は、Fセンター発光が2200
700photons/MeVであり、F
センターによる発光は、Fセンターに比べて2桁近く小さい強度であった。高純度石英ガラスでは、450nm付近に酸素空孔での励起子による発光が観測され、可視域での14MeV中性子誘起による発光効率は53photons/MeVで、線による発光効率13550photons/MeVに比べて3~4%の値であった。また、石英単結晶では、さらに650nm付近の発光が観測され、その発光効率は、144photons/MeVであった。
杉本 誠; 寺澤 充水*; 礒野 高明; 小泉 徳潔; 中嶋 秀夫; 加藤 崇; 布谷 嘉彦; 松井 邦浩; 高橋 良和; 安藤 俊就; et al.
Proc. of 15th Int. Conf. on Magnet Technology (MT-15), p.409 - 412, 1997/00
1992年より開始したITER-EDAの主要R&D項目であるCSモデルコイルの開発が進行中である。このCSモデルコイル開発のなかで、導体特性評価のためにCSインサートコイルが開発されている。CSインサートコイルの開発におけるR&D結果について報告する。ジョイント部開発やSAGBO(応力酸化割れ)回避のための熱処理要領開発について報告する。ジョイント開発においては、実機導体による抵抗測定結果について述べる。またNbSn生成のための熱処理基準について述べる。併せて試巻線の結果を報告する。
鈴木 元衛; 塚田 隆; 松井 義典; 新見 素二; 中島 甫
Proc. of 8th Int. Symp. on Environ. Degradation of Materials in Nuclear Power Systems - Water Reactors, 2, p.1013 - 1018, 1997/00
原子炉材料の腐食挙動をin-situ観測する技術を開発するために、高温水中のジルカロイの腐食速度をACインピーダンス法によって測定する実験を、JMTRのキャプセル及びコールド実験室のオートクレーブで行い、結果を分析した。試料電極は板状ジルカロイ-4を2枚並べて1対としたもので、白金リードをアルミナ製の気密プラグを通してMIケーブルの芯線につなぎ、外部回路に接続した。その結果、インピーダンスは少なくとも数百時間、計測に成功したが、その後気密プラグが高温水に侵食されて計測は不可能となった。データから算出された腐食速度は、酸化重力測定法から算出した速度より有意に低い。結論として、本インピーダンス法の適用性は、気密プラグの寿命延長と、測定データの分析法に依存する。
