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嶋田 道也; Costley, A. E.*; Federici, G.*; 伊尾木 公裕*; Kukushkin, A. S.*; Mukhovatov, V.*; Polevoi, A. R.*; 杉原 正芳
Journal of Nuclear Materials, 337-339, p.808 - 815, 2005/03
被引用回数：65 パーセンタイル：96.35(Materials Science, Multidisciplinary)ITERは燃焼プラズマの研究と実現を目的とした核融合実験炉である。その特徴は、加熱パワーのほとんどがアルファ加熱によって供給されるということである。ITERは現在運転中の装置からの顕著なステップであり、かつ核融合炉開発において不可欠のステップである。ITERの成功は、プラズマ壁相互作用の制御のいかんにかかっていると言っても過言ではない。ITERは熱束,粒子束及び時間スケールにおいて現在の装置を一桁ないし二桁上回るからである。ITERにおけるプラズマ壁相互作用の制御の戦略として、セミクローズ・ダイバータ,強力な燃料補給と排気,ディスラプション及びELM制御,交換可能なプラズマ対向材料、及び段階を追った運転などを計画している。
嶋田 道也
プラズマ・核融合学会誌, 80(3), p.222 - 226, 2004/03
周辺プラズマ及びプラズマ・壁相互作用に関する研究の目的について述べるとともに、ITERのダイバータ性能の予測について議論する。また材料やトリチウム吸蔵,ELMやディスラプションのような過渡的現象に伴うプラズマ・壁相互作用に関する研究の主要な課題について議論する。さらに、ITERプラズマの予測法や制御法を確立するための研究開発の戦略について議論する。
Bakhtiari, M.; 芳野 隆治; 西田 靖*
Fusion Science and Technology, 41(2), p.77 - 87, 2002/03
被引用回数：6 パーセンタイル：39.54(Nuclear Science & Technology)トカマク装置のディスラプションは、閉じ込め磁場のひとつであるプラズマ電流が急激に消滅する現象であり、電磁力と熱及び生成される高速電子によるエロージョン等により、装置に大きなダメージを与える。その一方で、装置にダメージを与えることなく、制御してプラズマを緊急停止することも必要である。本論文では、重水素あるいは重水素と不純物の混合したものを入射することにより、プラズマ温度を緊急に減少させる手法について検討した。この時、高速電子生成を避けるために、温度低下を50eV程度に制限することで一周電圧(電界)上昇を制限し、入射すべき重水素あるいは重水素と不純物の量と、その時間を計算した。実際の緊急停止では、短時間に多くの粒子をプラズマ中心まで入射する必要があるのでペレット入射などの手法を用いる必要がある。
東島 智; 久保 博孝; 杉江 達夫; 仲野 友英; 木島 滋; 玉井 広史; 清水 勝宏; 逆井 章; 朝倉 伸幸; 櫻井 真治; et al.
Journal of Nuclear Materials, 290-293, p.623 - 627, 2001/03
被引用回数：6 パーセンタイル：44.09(Materials Science, Multidisciplinary)トカマク型核融合炉の実現には、ダイバータ板の損耗を防ぐために低温・高密度ダイバータの生成が急務である。しかし、高閉じ込めプラズマを得るためには、主プラズマ周りの中性粒子密度を低い状態に維持することが望ましく、ダイバータ部から主プラズマへの中性粒子逆流を抑制する必要がある。そこで、JT-60Uでは、平成9年5月に開ダイバータから排気付W型ダイバータ(内側排気)へと改造した。さらに平成10年12月には、高密度における排気効率改善を目的とし、外側ストライク点付近にも排気口を設けた両側排気へと改造した。本講演では、(1)内側排気ダイバータと両側排気ダイバータにおける炭素不純物挙動について示すとともに、(2)ガスパフと排気を組み合わせることによるX点MARFE発生の制御について報告する。内側排気ダイバータと両側排気ダイバータで、外側排気との相関が強いと思われる外側セパラトリックスとダイバータドームとの距離(gap-out)をスキャンし、X点MARFE発生密度及び炭素不純物遮蔽効果を比較したが、両者に顕著な違いは見られなかった。また、最近計測可能となったダイバータ領域の高い(Z軸)方向の炭素不純物や重水素からの発光強度分布の時間変化等といった新しいデータを示す。X点MARFE発生密度、ダイバータ排気の有無で約10%異なる(両側排気ダイバータ、L-modeプラズマ)。そこで、まずダイバータ排気無しでX点MARFEを発生された後、ダイバータ排気によってX点MARFEを消滅される試みを行った。ダイバータ排気実施後は、外側ストライク点付近の中性子圧力が減少、外側ストライク点付近がアタッチ(接触)状態に戻り、X点MARFEが消滅した。これより、ダイバータ排気はダイバータデタッチメント発生及びX点MARFE発生の制御に有効であるとの結果を得た。
久保 博孝; 東島 智; 竹永 秀信; 熊谷 晃*; 清水 勝宏; 杉江 達夫; 鈴木 慎悟; 逆井 章; 朝倉 伸幸
NIFS-PROC-44, p.65 - 68, 2000/01
トカマク型核融合炉の定常化のためには、ダイバータを用いた粒子制御が必要である。高い粒子制御性能を有するダイバータを設計するには、ダイバータにおける粒子挙動の理解が不可欠である。ここでは、JT-60Uのダイバータプラズマにおける重水素粒子、ヘリウム原子、炭素不純物の挙動に関する分光学的研究について発表する。D
線のドップラー拡がりを解析することにより、重水素粒子のリサイクリング過程及びD線の放射過程に対する重水素分子の役割などを明らかにした。また、HeIのスペクトル線のドップラー拡がりを解析することにより、水素イオンによる弾性散乱によってヘリウム原子の移動度が上がることを明らかにした。炭素不純物については、CDバンドの放射強度の空間分布測定から、ダイバータのドームによって炭化水素不純物のX点付近への輸送が抑制されることを明らかにした。
東島 智; JT-60チーム
プラズマ・核融合学会誌, 75(11), p.1297 - 1304, 1999/00
プラズマ中に不純物が混入すると、放射損失量増加に伴うプラズマ温度の低下をもたらすとともに、燃料である水素イオンを希釈する。また、水素リサイクリング量が多いと、プラズマ周りの中性粒子密度が増加し、閉じ込め性能が改善され難い。不純物発生量や水素リサイクリング量は相互作用する第一壁の状態に左右されるため、高性能プラズマを得るには、第一壁コンディショニングが不可欠である。JT-60Uにおいても不純物低減と水素リサイクリング制御を目的として、(1)ベーキング,(2)ヘリウムガスを用いたTDC,(3)ヘリウムガスを用いたGDC,(4)トカマク放電(Ohmic plasmas,NBI heated plasmas),(5)デカボランを用いたボロナイゼーション等の第一壁コンディショニング法を必要に応じて、組み合わせて実施している。本講演では、JT-60Uにおける第一壁コンディショニングの例として、(1)真空容器の大気開放後、安定なトカマクを得るまでに必要なコンディショニングと、(2)高閉じ込めプラズマを得るため、必要なコンディショニングを取り上げ、コンディショニングの目的、各手法と効果、今後の課題について述べる。
加藤 義夫; 勝田 博司; 小西 哲之; 生越 満*; T.Hua*; L.Green*; S.Cevolani*
Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.394 - 399, 1998/00
被引用回数：9 パーセンタイル：60.39(Materials Science, Multidisciplinary)IFMIFのターゲット系においては金属Liジェット流に最大40MeV、250mAの重陽子ビームを照射して14MeVの中性子を発生させる。ターゲット系では、この時Li中で発生する約10MWの除熱とともにd
-Li核反応生成物として生成するT、7Be、(T
: 53d、decay 
: 0.48MeV)のほかO、N等の濃度制御を行って安全を確保しなければならない。T、Be、Oはコールドトラップで制御可能であり、循環Li中のTは約3g以下に維持する。Be、Oはともに約30appm以下に制御可能である。Li初装荷時や機器交換時に混入するNはチタンゲッターホットトラップにより約30ppm以下に制御する予定である。なおTの濃度制御にはコールドトラップのほか、イットリウムゲッターホットトラップも検討しており、いずれを採用するかは今後の実験も含めた評価により決定する。
清水 勝宏; 滝塚 知典; 逆井 章
Journal of Nuclear Materials, 241-243, p.167 - 181, 1997/00
被引用回数：53 パーセンタイル：95.04(Materials Science, Multidisciplinary)不純物制御は、ITERの最も厳しい要請の一つである。ダイバータ領域では、不純物の密度を高くして、放射損失によってダイバータ板への熱負荷を下げなければならない。一方、主プラズマへの混入は、核融合反応の維持のために、低くする必要がある。現在の大型トカマク装置では、不純物のガスパフで、放射損失の高いダイバータと主プラズマの高い閉じ込めとの両立に成功しているが、いずれも不純物の混入が問題となっている。不純物をダイバータ領域に閉じ込める方法を確立することが核融合研究の最大の課題である。本論文では、ダイバータの不純物輸送についての最近の実験、シミュレーションについてレビューする。特に、DIII-Dで行われたガスパフと排気による不純物制御の実験、JT-60UでX点付近へメタンの混入が問題となっていたが、計画されているW型配位への改造でこれが改善されることを示した解析を取り上げる。
仙石 盛夫
JAERI-M 86-036, 13 Pages, 1986/03
DIVA及びDoublet III トカマクにおける不純物制御及び燃料粒子制御に関する研究をまとめた。プラズマ・壁相互作用と、閉じ込め特性の関連性について、不純物及び粒子制御の観点から議論した。粒子制御の例としてDIVAにおける炭素壁による不純物制御により、又 Doublet III における重水素ペレット入射による燃料粒子制御により共にエネルギ-閉じ込め時間が改善される事を示した。
関 昌弘; 三木 信晴*; 渋谷 陽二*; 藤村 薫; 安達 潤一*; 佐藤 瓊介*; 藤井 政治*; 山崎 誠一郎*; 伊藤 新一*
JAERI-M 85-075, 177 Pages, 1985/07
この報告書はIAEA主催INTORワークショップ、フェーズIIA、パート2の日本のナショナルレポートの第III章(後半)に相当するものである。ダイバー夕、リミタ、第1壁の候補材についてのデー夕べース評価を行ない、特に高速中性子による照射効果に関するデータの不足を明らかにした。高密度低湿度条件に対するダイバータの工学設計を行なった。設計にあたっては、材料選択、構造概念、熱流力解析、応力解析、ディスラプション解析、寿命評価、トリチウム透過の検討を行なった。本報告書は、これら検討評価の結果を述べたものである。
藤沢 登; 杉原 正芳; 斉藤 誠次*; 一木 繁久*; 飯田 浩正; 川村 孝弌*; 前野 勝樹; 村上 義夫; 中井 洋太; 嶋田 道也; et al.
JAERI-M 85-074, 92 Pages, 1985/07
この報告書はIAEA主催のINTORワークショップ、フェーズIIA、パート2の日本のナショナルレポートの第III章(前半)に相当するものである。ダイバー夕、リミタ、進歩的な不純物制御、粒子供給、原子分子過程、壁表面との相互作用、真空容器の処理などに関するデータベースの評価を行なった。ダイバー夕、リミタのモデリングとその有効性について検討し、このモデルによりINTORの不純物制御性能について評価した。
斉藤 誠次*; 杉原 正芳; 藤沢 登; 阿部 哲也; 上田 孝寿*
Nucl.Technol./Fusion, 4, p.498 - 507, 1983/00
核融合炉のダイバータ室内における中性粒子の挙動を解析し、ヘリウム排気に必要な排気速度を評価するために、モンテカルロ法により中性粒子の密度分布および温度分布を計算するプログラムを開発した。特に、排気ダクト内の中性粒子の挙動を合わせて解析できるプログラム構成とし、排気ダクトに流入する高温の中性粒子が排気効率に及ぼす影響を詳細に解析した。INTORを対象とした数値計算では、ダイバータ内のスクレイプオフプラズマの密度が10
/cmを超えると、必要排気速度は10
l/S以下と極めて低くできる可能性を示した。
田中 正俊*; 村上 義夫*
JAERI-M 8971, 350 Pages, 1980/08
「ダイバータ、第一壁材料及び不純物制御に関するワークショップ」が、昨年(1979年)11月の日米核融合調整委員会で決定された日米核融合協力計画に基づいて開催された。このワークショップは、科学技術庁が主催し、日本原子力研究所東海研究所において1980年3月17~20日に行われた。この会議録には、ワークショップに提出された論文、及び口頭、ポスター発表の要約が、議事日程、参加者名簿などとともにまとめてある。
核融合研究開発推進センター
JAERI-M 8622, 124 Pages, 1980/01
INTORプラズマを検討するための不純物制御、燃料補給、灰除去に関するデータベ-スの評価を行った。これらの評価は、不純物の許容レベル、プラズマと第一壁相互作用の実験結果、プラズマへの不純物混入を減らす手段、ダイバーターのある場合の不純物制御と灰除去、ダイバーターのない場合の考察、燃料補給、表面現象に関するデータベースを含むものである。
