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小川 俊英; 三枝 幹雄*; 川島 寿人; 金澤 貞善*; JFT-2Mグループ
Fusion Technology, 39(1T), p.305 - 308, 2001/01
JFT-2Mで行ったバックファラデーシールド付速波アンテナの結合及び加熱実験について報告する。一般にアンテナ-プラズマ間隔(
)が広がるとともにアンテナ結合抵抗は減少するが、バックファラデーシールド付アンテナでは=5cmのダイバータ配位プラズマに対して10
以上の結合抵抗が得られており、同じサイズの従来型ファラデーシールド付アンテナに比べて結合性能は大幅に改善されることを確認した。トロイダル磁場2.2T、平均電子密度1
10
m
のプラズマに対して250kWの速波加熱により、軟X線スペクトル測定からプラズマ中心部で0.35keV(T
=1.1keV→1.45keV)の電子温度上昇を観測した。550kWまでのパワーレベルでトロイダル電解や粒子シールド効果に起因するアンテナ表面での放電等は発生しておらず耐電圧性能においても顕著な問題は発生してない。
Raman, R.*; 伊丹 潔
プラズマ・核融合学会誌, 76(10), p.1079 - 1087, 2000/10
JT-60Uへの応用を考えた、コンパクト・トロイド(CT)入射装置の概念設計についての論文である。0.4mgの重水素燃料を10Hzの周波数で、2TのJT-60Uプラズマに300km/sの速度で入射できる設計である。電源の主要部分は、CTの形成用に80個の、加速用100個のコンデンサー・バンクからなる。JT-60U入射口でのリップルトロイダル磁場及びポロイダル磁場をシールドするために、超電導金属の受動的磁気シールドを新たに考案した。
阿部 浩之; 青木 毅; 上山 泰男*; 大槌 茂樹*; 岡西 賢二*; 親谷 英樹*; 金田 隆良*; 佐々木 泰*; 鈴木 寛光; 谷 教夫; et al.
JAERI-Research 97-068, 51 Pages, 1997/10
JAERI-Research-97-068.pdf:1.78MB
SPring-8シンクロトロンに全ての電磁石等機器類の据え付けが完了した。本報告は、そのシンクロトロンの入出射部にあるパルス電磁石のうち、先行機である出射用セプタム電磁石了の漏れ磁場測定と、その対策について述べる。この試験データを基に先行機及び後続機(入射用セプタム電磁石1)に反映させ、「magnetic leakage shield」という漏れ磁場シールドを研究・開発し設置した。結果的にはビームに対する漏れ磁場の影響を十分に抑えることができた。
清水 勝宏; 久保 博孝; 滝塚 知典; 安積 正史; 嶋田 道也; 辻 俊二; 細金 延幸; 杉江 達夫; 逆井 章; 朝倉 伸幸; et al.
Journal of Nuclear Materials, 220-222, p.410 - 414, 1995/00
被引用回数：51 パーセンタイル：96.73(Materials Science, Multidisciplinary)ダイバータプラズマ中での不純物輸送の機構解明を目的として、モンテカルロ技法を用いた2次元不純物輸送コードを開発した。不純物の各電離状態の密度分布を求め、放射分布や可視線スペクトルの強度を計算し、測定データと比較する。ダイバータプレートや壁からの不純物の発生メカニズムや不純物のシールド効果、輸送について調べた。シミュレーションは、JT-60Uのダイバータプラズマ中の炭素不純物に対して行った。主プラズマ中での不純物の混入量は、nc/ne1.5%程度で、実験データの~2%と比較的良く一致している。イオンのthermal forceによって、発生不純物のうち20%が主プラズマへ混入する。このthermal forceがないとすると、電場や摩擦力によって、それは、1.5%程度である。不純物のシールド効果は、イオンの温度勾配に強く依存する事が明らかになった。
岸本 牧; 坂佐井 馨; 荒 克之
Simulation and Design of Applied Electromagnetic Systems, p.209 - 212, 1994/00
近年最適化問題の新しい方法論として、遺伝的アルゴリズムが注目をあつめている。遺伝的アルゴリズムは、生物進化のプロセスを応用したもので、記号の列である遺伝文字列を用いて、交叉・突然変異などによって、評価関数を最適化するようにできるものである。本論文では、この手法を、磁束源である電流分布推定に応用している。その結果非常によい推定結果が得られた。またこれを、加速器からのビームのプロファイル測定に応用することを提案し、装置の概要について示した。
岸本 牧; 坂佐井 馨; 荒 克之
MAG-92-235, p.83 - 96, 1992/11
外部磁場より、その源である電流分布を推定する磁場逆問題を、空間への電流最適配置問題としてとらえ、その解法として遺伝的アルゴリズムを用いた。その結果、少ない磁場データからでも、非常に良く磁場源電流分布を推定することが出来ることが分った。また本手法の大電流加速器のビームプロファイル測定への応用についても提案を行った。
藤井 常幸
JAERI-M 92-037, 181 Pages, 1992/03
JT-60トカマクにおける高性能化実験I(1989年)までの、イオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)加熱に関する2つの主要テーマについてまとめたものである。第1のテーマは、大電力ICRFアンテナ(120MHz,6MW,10秒)の設計、開発である。第2のテーマは、第2高調波ICRF加熱の加熱特性に関する実験的研究である。JT-60ICRFアンテナとして、単層ファラディシールドを有した、新型のコンパクトな位相制御2行2列ループアンテナ(0.37m0.52m)を開発した。このアンテナは、最大入射パワー3.1MW、世界最高レベルのパワー入射密度16MW/m
を達成した。また、広範囲のプラズマパラメータ(n=1.6~6.610m,I
=1~2.4MA,q
=2.6~6.4)に対して、第2高調波ICRF加熱が高い加熱効率(増加エネルギー閉じ込め時間
=60~120ms)であることを実証した。
河合 視己人; 秋野 昇; 伊藤 孝雄; 栗山 正明; 松岡 守; 大賀 徳道; 薄井 勝富
JAERI-M 91-223, 46 Pages, 1992/01
JT-60の高性能化改造に伴い、JT-60NBIの磁場系も必要な検討とそれに基づく改造を行った。NBIの高エネルギー化、重水素化のための偏向磁石の磁場増大については、縮小モデル実験の結果より、磁気飽和分を励磁電流増加で補正するだけで良いことがわかった。漏洩磁場の増大に対しては、同じモデルによる実験の結果、従来の磁気シールドと打消コイルを組合せたシステムにさらに打消コイルを追加設置すれば良いことがわかった。また、磁気シールド付電離真空計の漏洩磁場増大時の性能を計算コードにより評価した結果、ゲージの磁場に対する設置角度に制限を加えればそのまま使用できることがわかった。接線入射化改造ユニットの漏洩磁場対策については、計算コードを主に用いた検討の結果、NBIタンクの内外に2個一組の打消コイルを設置する方法が最適なことがわかった。
藤井 常幸; 三枝 幹雄; 木村 晴行; 森山 伸一; 安納 勝人; 河野 康則; 小林 則幸*; 久保 博孝; 西谷 健夫; 小川 芳郎*; et al.
Fusion Engineering and Design, 19, p.213 - 223, 1992/00
被引用回数：6 パーセンタイル：53.1(Nuclear Science & Technology)JT-60での約4年間にわたるイオンサイクロトロン(ICRF)高周波加熱実験におけるアンテナのパワー入射性能についてまとめたものである。この位置制御型アンテナには、高周波損失を低減するために世界で初めてオープン型ファラデーシールドを用いたため、そのパワー入射性能に特に興味が持たれた。実験では、広範囲のプラズマパラメータ(ne=1~710m,I=1~2.8MA,B
=2.2~4.8T)に対して、極めて良好な結果が得られた。すなわち、最大入射パワー3.1MW、入射パワー密度16MW/mを達成した。この入射パワー密度は世界最高の値である。一方、極めて稀な実験条件(同相アンテナ電流モードでアンテナ-プラズマ間距離30mm以下)で放射損失が急激に増大した。この現象は、近年提唱されているRFシースに基づくイオンスパッタリングによるものと考えられる。
山田 進一*; 小田島 和男; 石田 裕泰*; 加根魯 和宏*; 守 和彦*; 大森 俊道*; 尾田 年充*; 大麻 和美; 小川 俊英; 星野 克道; et al.
JAERI-M 91-112, 61 Pages, 1991/07
日米協力MTX計画において原研が製作する自由電子レーザーからのマイクロ波電界測定器に使用する磁気遮蔽の設計および試験結果について述べる。これまで1000ガウスレベルの高磁場における磁気遮蔽の設計方法については確立した手法が無かったが、本論文においては、磁性体を多層に分割して遮蔽計算を行う「仮想分割遮蔽計算」を開発して必要とされる磁気遮蔽の厚みを決定した。その結果はコンピューターによる計算及び一様静磁場中での実験結果と比較して満足すべき値であった。
木村 晴行; 三枝 幹雄; 斉藤 靖*; 新井 宏之*; 永島 孝; 藤井 常幸; 大野 忠雄*; 佐野 圭吾*; 福山 淳*; 山極 満; et al.
JAERI-M 91-094, 89 Pages, 1991/06
FERのためのイオンサイクロトロン波(ICW)システムの概念設計とITERのICWシステムの概念設計に対する日本の貢献についてまとめる。物理解析の結果、ICWシステムは中心イオン加熱及び燃焼制御に適していることが示される。結合系の特徴はポート内プラグイン方式リッジ導波管給電型54ループアレイを採用していることである。結合系の全体構造は放射線シールド、冷却、真空排気、トリチウム安全性及び遠隔保守との整合性を考慮して決められている。ランチャーはHモードプラズマを仮定して20MWの入射能力を有する。リッジ導波管の形状は有限要素法によって最適化されている。ファラディシールドの熱解析によりその保護タイルの材料としてベリリウムのような導電性の良い低Z材が適していることが示される。ITER/FERのICWシステムに対するR&D計画が示される。
松岡 守; 堀池 寛; 伊藤 孝雄; 河合 視己人; 菊池 満; 栗山 正明; 水野 誠; 田中 茂
Fusion Technology, 19, p.113 - 130, 1991/01
JT-60NBIでは、イオン源と中性化セルでは磁性材を用いた通常の受動的な磁気シールドが採用されている一方で、中性化されなかった残留イオンビームに対してはコイルを用いた能動的な磁気シールドが採用された。JT-60NBIでは空間的な制限と、プラズマ位置でのエラー磁場値の制約から、能動的方法が唯一可能な方法である。能動的磁気シールドの設計は、磁場関係の1/4モデル、その測定磁場を用いたイオン軌道計算を通じて行った。ビームダンプに埋め込んだ熱電対出力は計算値と一致し、設計の妥当なことが示された。
松崎 誼
真空, 31(5), p.550 - 553, 1988/05
トカマク装置近傍で真空計を使用するに際して、強い磁場のため磁気シールドを行う必要がある。この論文では、真空計器用として、汎用的に使用される様に磁気シールドした真空フランジ付円筒を製作し、そのシールド特性を計算・実測し、効果を実験した。
柴田 猛順; 水橋 清; 柴沼 清; 田中 茂
真空, 30(5), p.350 - 354, 1987/05
JT-60では20MWの中性入射過熱を14基のビームラインで行うが、各ビームラインの真空度の測定は、装置の運転のためだけでなく、加熱実験のデータ解析のためにも正確に行う必要がある。電離真空計を用いて真空計測を行うがJT-60本体からの漏洩磁場が最大400~500ガウス作用するので真空計を磁気シールドする必要がある。漏洩磁場作用下でも感度変化が1%になるように磁気シールドを試作した。磁場の作用下で磁気シールド内磁場測定と、感度変化を測定した。試作した磁気シールドに改良を加えてJT-60中性子入射装置用電離真空計の磁気シールドを作った。現在、トカマク運転時、入射実験も正常に動作している。
松崎 誼; 椛澤 稔; 仙石 盛夫
真空, 30(5), p.355 - 358, 1987/05
質量分析器(QMA)をトカマクに取りつけ放電中使用するには、強い電磁環境中なので測定は困難である。最近四重極部等をミューメタルで磁気シールドしたQMAが市販されているので、その磁場特性を測定した。まず磁気シールドに対し縦及び横のパルス磁場を加えた際の特性を調べた。その結果横磁場の場合およそ60Gから感度が徐々に低下し、100Gでは90%程低下する。又ガス圧及びガスの種類を変えて、感度の変化を測定した。その結果は、各々ほぼ同一でおよそ100Gから感度の変化が著しくなる。縦磁場に対してはシールド効果があまりなく、約20Gから感度が大きく変化し始める。又ガス圧、ガスの種類に対して感度の変化に違いが出た。連続磁場でも同様な測定を行ったが、その特性はパルス磁場とほぼ同一であった。更に放電洗浄中に水の分圧を測定した結果、水の生成には二つのタイプがある事が判明した。
西尾 敏; 藤沢 登; 深井 佑造*; 沢田 芳夫*; 山口 貢*; 内田 高穂*; 三木 信晴*; 浜島 高太郎*; 長沼 正光*; 宗像 正*; et al.
JAERI-M 82-178, 187 Pages, 1982/11
国際トカマク炉(INTOR)フューズIIAにおける主要課題は分解修理性を確保しつつ可能な限りコンパクトで低コストの炉概念を確立することである。本報告書ではシールド、ブランケット、リミタ等の卜-ラス構造物をトロイダル磁場コイル間から直線引抜方式で交換する方式を採用し、かつ小型化された炉概念を示す。炉構造物引技空間、真空境界、炉構造物の分割法、コイルの支持法等が詳細に考察され、今後の検討課題を明確にした。
西尾 敏; 上田 孝寿*; 三木 信晴*; 藤沢 登; 田辺 義雄*; 長沼 正光*; 中村 幸治; 沢田 芳夫*; 大森 順次*
JAERI-M 82-177, 78 Pages, 1982/11
国際トカマク炉(INTOR)における過度電磁現象のうち主な関心事として、超電導コイルシステムに誘起される渦電流損失、プラズマ異常消滅時にトーラスコンポーネントに作用する電磁力およびプラズマの位置不性を抑えるシェル効果か挙げられる。これら現象に関する知識が炉概念の検討を進める上において、さらには詳細な設計研究を進める上において必要不可欠であることは諭を待たない。本報告害は、上記過度電磁現象を解析し、今後の貝体的な設計指針を与えるべくまとめられたものである。
高橋 秀明; 山内 良麿; 椙山 一典*; 田中 茂也
JAERI-M 82-086, 38 Pages, 1982/07
原研タンデム加速器中性子ターゲット室において高速中性子散乱実験に使用される検出器遮蔽系に関するバックグラウンド解析を3次元のモンテカルロ・コードを用いて行った結果の報告である。エネルギー領域10~40MeVでの高速中性子散乱実験を行うためには高いエネルギーの中性子に対して充分な遮蔽能力を持ち、S/N比の良い中性子測定を可能にする遮蔽系の確立が不可欠であり、ここではContributon Fluxを用いた詳細な解析を行うことにより、検出器に入ってくる種々のバックグラウンド中性子の成因とその量が追求され、この遮蔽系で用いられるシャドーバーおよびコリメーターの最適形状が求められた。
松岡 守; 伊藤 孝雄; 堀池 寛; 松田 慎三郎; 田中 茂
JAERI-M 9599, 22 Pages, 1981/08
JT-60中性粒子入射装置においては中性化セルを通したあと中性化されずに残ったイオンビームを偏向磁石によって曲げ、偏向磁石を保護するウォータージャケットとビームダンプの表面で熱化させる。JT-60のポロイダル電流群よりの漏洩磁場があるとイオンビームはこれによっても曲げられ、このままでは上述の受熱機器の熱負荷が局部的に過大となってしまう。対策として当初磁気シールドにより漏洩磁場を小さな値に抑えることを考え設計を開始したが、検討が進むにつれ磁気シールドを設置する空間の制限のため磁気シールドによる方法では十分に磁場値を抑えるのが困難なことが明らかとなった。そこで代案として打消コイルにより漏洩磁場を打ち消す方式を考え検討を行った。その結果、効果的に磁場の打ち消しが行えることが明らかとなりこの方式を採用することとした。
神原 理; 青山 和弘; 山内 康弘; 岩橋 孝明; 小野 信乃; 梶本 亮一; 中村 充孝; 柴田 薫; 中島 健次; 河村 聖子; et al.
no journal, ,
In the presentation, we will show some examples of shielding devices, how we developed them, and how we made them. In carrying out neutron scattering experiment, it is important to improve signal to noise ratio on the instrument. Even if the neutron flux becomes strong, we cannot improve the statistics of the experimental data without any reduction of the unnecessary background scattering. Thus, we have designed and produced various kinds of devices that reduce the transmission and scattering of the unwanted neutrons. For example, very thin vane in the scattering chamber made by a mixture of boron carbide powder and epoxy resin (B
C-resin), direct beam catcher (see Fig.1), thermal radiation shield of aluminum with cadmium plating, and so on. These shielding devices have been installed in the surrounding of the instrument components, such as the sample, the scattering chamber, the neutron guide tube, as a measure to reduce the background.
