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秋野 昇; 遠藤 安栄; 花田 磨砂也; 河合 視己人*; 椛澤 稔; 菊池 勝美*; 小島 有志; 小又 将夫; 藻垣 和彦; 根本 修司; et al.
JAEA-Technology 2014-042, 73 Pages, 2015/02
JAEA-Technology-2014-042.pdf:15.1MB
日欧の国際共同プロジェクトであるJT-60SA計画に従い、JT-60実験棟本体室・組立室及び周辺区域に設置されている中性粒子入射加熱装置(NBI加熱装置)の解体・撤去、及びその後の保管管理のための収納を、2009年11月に開始し計画通りに2012年1月に終了した。本報告は、NBI加熱装置の解体・収納について報告する。
凝縮層のHeガス排気特性とJT-60NBI用クライオソープションポンプへの応用柴沼 清; 大楽 正幸
核融合研究, 66(6), p.682 - 699, 1991/12
水素ガス排気用JT-60NBIクライオポンプを改造し、ヘリウムガス排気用大容量クライオソープションポンプを開発するために、まず、ヘリウムガスの吸着媒としてSFガス凝縮層を使用した小型クライオソープションポンプを用いて、ヘリウムガス排気に関する基礎特性の取得を行った。次に、これらの実験結果を基に、NBIクライオソープションポンプを構成する6個のモジュール各々について、各モジュール前面の圧力を考慮して各排気面のヘリウムガスに対する有効吸着係数を決定し、モンテカルロ法にてNBI真空容器内の圧力を求めるための計算を行った。その結果、解析結果は実験結果と比較的良い一致を示した。これにより、ヘリウム排気用大容量クライオソープションポンプを開発するためのヘリウムガスに対する排気特性評価手法を確立することができた。
柴沼 清; 秋野 昇; 大楽 正幸; 松本 孝三*; 松田 慎三郎; 大内 豊; 小野 要一*; 柴田 猛順
日本原子力学会誌, 33(12), p.1171 - 1179, 1991/12
被引用回数：1 パーセンタイル：19.91(Nuclear Science & Technology)水素ガスに対する世界最大の総排気速度20,000m
/sを有する14基のクライオポンプ、3.6Kで3,000Wの国内最大のヘリウム冷凍機及び約500mの液体ヘリウム輸送用真空断熱配管から成るJT-60用クライオポンプシステムについて、自動制御法を開発し試験を行った。本制御法の特徴は、(1)14基のクライオポンプ間の予冷段階における不均衡冷却抑制制御、(2)閉ループ内各機器のヘリウム保有量を考慮したクライオポンプへの液体ヘリウムの安定供給制御、(3)クライオポンプからの負荷変動に対応したヘリウム冷凍機の安定化制御である。これらの制御法を用いて試験を行った結果、クライオポンプの各種の運転状態に対して、ヘリウム冷凍機を含めた全システムは安定に制御され、14基のクライオポンプは予冷開始後約16時間で全て定常に達することができた。同時に、これらの制御により、運転員の負担を大幅に軽減するとともに、再現性の高い運転を可能にした。
柴沼 清; 栗山 正明; 柴田 猛順
日本原子力学会誌, 33(11), p.1083 - 1095, 1991/11
被引用回数：1 パーセンタイル：19.91(Nuclear Science & Technology)JT-60NBI用クライオポンプに使用される液体ヘリウム配管用多層断熱材について、各断熱層が配管回りに同心円状に巻きつけられるように成形した一体型多層断熱材を開発し実験を行なった。その結果、従来の一体型多層断熱材に比べ、伝熱量が約1/3で配管長手方向の断熱材接続部における侵入熱もほとんどない優れた断熱性能が得られた。次に、多層断熱材の反射材間のネツト状スペーサによる輻射伝熱への寄与や各構成要素の輻射率及び熱通過率の温度依存性を考慮に入れて多層断熱材の伝熱解析を行なった結果、実験結果と良く一致し、本解析法の有効性が示された。この伝熱解析法を用いて、断熱材層数及び断熱材層密度の断熱性能への影響について検討した結果、断熱材の層数及び層密度はそれぞれN=20層、N/
=0.9層/mm以下がクライオポンプ液体ヘリウム配管用多層断熱材にとって最も効率的であることが示された。
柴沼 清; 秋野 昇; 大楽 正幸; 国枝 俊介; 栗山 正明; 松田 慎三郎; 大内 豊; 柴田 猛順; 白形 弘文
日本原子力学会誌, 33(10), p.960 - 974, 1991/10
被引用回数：1 パーセンタイル：19.91(Nuclear Science & Technology)水素ガス排気用JT-60NBI用大容量クライオポンプを開発し、性能試験を行なった結果、以下の結論を得た。(1)水素ガスに対するクライオポンプ1基当たりの排気速度は約1,400m/sであり、14基全体として20,000m/sとなり、世界最大の排気システムを構成した。(2)ヘリウム冷凍機の冷凍能力は3,020Wであり、日本最大値を示した。(3)ヘリウム冷凍機と14基のクライオポンプの予冷は、新しく開発した計算機制御によりクライオポンプ間に熱的不均衡をもたらすことなく、16時間で完了した。(4)ビームエネルギ75keVで20MWの中性水素ビームパワーによる定格入射時においても、全てのクライオポンプの排気特性は安定であり、さらに、ドリフト部における平均再離損失は4.6%となり、目標の5%を十分満足した。
凝縮層を用いたJT-60NBIクライオポンプでのヘリウム排気試験菊地 勝美*; 秋野 昇; 飯田 一広*; 大内 章寿*; 大内 豊; 小原 祥裕; 国枝 俊介; 栗山 正明; 柴沼 清; 関 昌弘; et al.
JAERI-M 90-056, 19 Pages, 1990/03
JT-60NBI加熱装置において長パルスヘリウムビーム実験を行う際、大容量のヘリウムガス排気ポンプが必要となった。この大容量のヘリウム排気ポンプとして、原研で独自に開発を行っているSF凝縮層を吸着媒とするクライオソープションポンプを採用し、既存の水素排気用JT-60NBIクライオポンプを小改造することによりJT-60への長パルスヘリウムビーム入射を可能とした。ヘリウムガスに対する排気速度は約800m/secに達した。また本クライオソープションポンプはビーム入射中でも正常に作動することが確認された。
ガス凝縮層を用いたJT-60NBI用大容量クライオソープションポンプによるHe排気柴沼 清; 秋野 昇; 大楽 正幸; 蛭田 和治; 飯田 一広*; 菊池 勝美*; 国枝 俊介; 栗山 正明; 松岡 守; 野本 弘樹*; et al.
真空, 33(3), p.308 - 310, 1990/00
核融合実験炉のD-T燃焼時に発生するHe灰の輸送、排気をより、現実的に模擬するためには、粒子入射加熱装置(NBI)を用いてプラズマ中心へ長パルスHeビームを入射することが最も有効である。そのためには、Heガス排気用大容量真空排気ポンプの開発が必要となり、既存のH
ガス排気用JT-60NBIクライオポンプ1基を改造し、Heガスの吸着媒にSFガス凝縮層を用いたHeガス排気用クライオソープションポンプとした。Heガスに対する排気速度の試験を行なった結果、世界最大値である800m/sを達成した。さらに、JT-60プラズマへのHeビーム入射試験において、Heガスの安定な排気が行われ、JT-60の実験目的であるHe灰の挙動を調べるための実験が正常に行われた。
田中 茂
プラズマ生成制御技術とその応用; テキスト, p.111 - 113, 1989/12
原研では、JFT-2、JFT-2M、JT-60とトカマク装置が大型化するにつれ、これら装置に必要な中性粒子入射パワーも100kW、2MW、20MWとほぼ一桁ずつ上昇してきた。このため、中性粒子入射装置に必要なイオン源の単基当り出力も高める必要があり、大容量イオン源の開発が十数年間にわたり実施されてきた。本講習では、JT-60NBI用正イオン源(100keV、40A、10S)実現に到るまでのNBI用正イオン源開発の経緯と、その間に培われた大容量イオン源技術を紹介する。またJT-60NBI用イオン源を用いて行なわれた、各種イオンビーム引き出しの実験結果と考えられる応用例を説明するとともに、多極磁場型プラズマ源を電子源として利用したJEBIS用プラズマ電子銃(100keV、4A、DC)についても説明する。最後に、近年の進展著しい、負イオン源の開発状況についても概説する。
柴沼 清; 大楽 正幸; 黒金 正春*; 小野 要一*; 柴田 猛順; 寺門 拓哉*
JAERI-M 85-167, 12 Pages, 1985/10
JT-60NBI用クライオポンプの熱負荷を軽減するために、クライオポンプの内部配管に使用される多層断熱材の断熱性能の向上を試みた。候補となる3種類の断熱材について性能試験を実施した結果、著者らが考案Lた断熱材が最も優れた断熱性能を有することが確認された。また、この断熱材は断熱材の各層が少しずつずれて10層一体となっていることから、断熱材を10層一度に巻くことができるだけでなく、各層は同心円状に巻かれる。
田中 茂; 秋場 真人; 大楽 正幸; 堀池 寛; 伊藤 孝雄; 小又 将夫; 松田 慎三郎; 松岡 守; 水橋 清; 小原 祥裕; et al.
Fusion Technology, 7(3), p.391 - 398, 1985/00
JT-60トカマクの周囲に発生する磁場が中性粒子入射装置に与える影響をJT-60NBI原型ユニットに設置された模擬漏洩磁場発生コイルを用いて実験的に調べた。イオン軌道計算から予測されたように、漏洩磁場印加時には、ビームダンプ上の温度分布は?直方向に移動し、分布のピーク値も変化した。しかしながら、磁場打消コイルの動作により、これら移動距離及びピーク値は、許容範囲内に納まった。高速中性粒子の再電離損失のため、漏洩磁場印加時には、ビームターゲットに入射するパワーは、4~5%減少した。本実験の運動条件内では、各除熱機器への熱負荷は設計値以下であり、各機器とも漏洩磁場印加時でも、問題なく機能することが示された。
田中 茂; 堀池 寛; 伊藤 孝雄; 栗山 正明; 松田 慎三郎; 松岡 守; 小原 祥裕; 白形 弘文
JAERI-M 82-140, 42 Pages, 1982/10
JT-60中性粒子入射加熱装置のイオン源から中性化セル出口までの磁気シールトを設計し試験した。イオン源磁気シールド、中性化セル磁気シールドとも二層シェル構造とし、外層は電磁軟鉄、内層はミューメタルとした。シールドの1/10と1/4モデルを用いた磁気飽和実験の後、イオン源磁気シールド外層は15mm厚、内層は、5mm厚とし、中性化セル磁気シールドは各々24mm厚、5mm厚とした。イオン源部接続フランジにも一部軟鉄を使用してイオン源磁気シールドと中性化セル磁気シールドを磁気的に結合するようにした。原型ユニットで漏洩磁場コイルと第1、第2打消コイルに通電した場合の上下ビームライン軸に沿った磁場分布を測定した。その結果、イオン源磁気シールド、中性化セル磁気シールドとも、設計目標であるど-ム軸に垂直な磁場に対する遮蔽度120および1500以上の性能を示すことがわかった。
藻垣 和彦; 花田 磨砂也; 柏木 美恵子; 渡邊 和弘; 小島 有志
no journal, ,
日本原子力研究開発機構では、JT-60Uのコイルを超伝導化するJT-60SAプロジェクトが2019年3月のファーストプラズマを目指して現在進行中である。JT-60SAでは、プラズマの主加熱装置である中性粒子入射加熱装置(以下NBI加熱装置)には、ビーム電流27.5A、パルス幅100秒の正イオンビームが要求されている。正イオンビームの入射実績としては、JT-60U実験運転において30秒入射の性能確認ができている。イオンビーム100秒生成に向けて、2005年に韓国と締結された、「核融合研究開発における研究に対する研究協定」を基に、韓国原子力研究所において、日本原子力研究開発機構の正イオン源と、韓国原子力研究所の試験装置を用いた共同実験による性能確認試験を行った。今回、正イオンビームの長パルス化に向けて、放電ガス圧の制御技術や、印加する加速電圧の配分を細かく制御するなど、長パルス運転手法を開発し、2MWのビームを100秒間生成することに成功した。本稿では、韓国原子力研究所で実施した長パルス引出試験について報告する。
