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越智 義浩; 長谷川 登; 鈴木 庸氏; 助川 鋼太*; 河内 哲哉; 岸本 牧; 永島 圭介
JAERI-Tech 2004-062, 32 Pages, 2004/11
JAERI-Tech-2004-062.pdf:1.84MB
繰返し頻度0.1Hzで動作する軟X線レーザー装置のドライバーレーザーとして、高繰り返しチャープパルスレーザーシステムの設計を行った。前段増幅部としてパルスの制御性にすぐれた光パラメトリック増幅器(OPCPA)を用いた。主増幅部にはレーザーガラスを用いるため、優れた放熱効果にすぐれたジグザグスラブ型増幅器を用い、小さいビームサイズでマルチパス増幅させた後、ダブルパス増幅を行う二段階増幅を採用した。また、像転送系をシステム全体に組み込むことで増幅レーザー光の空間強度分布の均一化を図った。本報告では、各部分について試作器を製作して行った増幅特性評価の結果と、それをもとに決定したシステムの最終仕様について報告する。
井戸村 泰宏; 徳田 伸二; 岸本 泰明
New Journal of Physics (Internet), 4(1), p.101.1 - 101.13, 2002/12
ジャイロ運動論的トロイダル粒子コードを用いて反転磁気シアトカマクにおけるイオン温度勾配駆動(ITG)モードを解析した。反転磁気シア配位においてはITGモードはスラブモードとトロイダルモードが結合したモード構造をとることがわかった。この性質は、特に、
領域において顕著に表れる。また、
及び
という勾配パラメータによってモード構造はスラブモードからトロイダルモードへと変化する。これらの結果から、反転磁気シアトカマクにおけるITGモードはスラブITGモードとトロイダルITGモードの競合により決まっていることが明らかになった。
大場 正規; 丸山 庸一郎
JAERI-Research 2001-040, 24 Pages, 2001/08
JAERI-Research-2001-040.pdf:2.35MB
レーザーによる同位体分離の実現には、
Uを励起,電離するために高い平均出力の波長可変レーザーが必要である。このような波長可変レーザーを実現するためには、それを駆動するポンプレーザーが不可欠である。これまで分離波長可変レーザーのポンプレーザーとして銅蒸気レーザーが有望視され、その技術開発が行われてきた。しかし、近年の半導体レーザーの高性能化による固体レーザーの性能向上により、ポンプレーザーとしての固体レーザーの利用が分離エネルギー低減の観点から有望であると考えられるようになった。原研では、このような性能を満足するポンプレーザーとして半導体レーザーでポンピングされるジグザグスラブレーザーを選定し、その開発を進めてきた。しかし、レーザー媒質が吸収する光のみを発生できる半導体レーザーを利用しても、その一部は熱に変化し、この結果、結晶内に応力が発生し、熱複屈折や熱レンズなどの効果が生じ、出力の減少や光の質の低下をもたらす。このような効果は繰り返し数や平均出力が高くなるほど大きくなるため、これらの効果の抑制あるいは制御が重要な課題となっている。このためモデルを用いて発振繰り返し数2~2.5kHzのNd:YAGレーザーの出力特性及び使用するレーザー結晶内の熱分布,熱歪み,復屈折効果などを計算した。この結果、最適設計を行うことにより、2kHz級の発振繰り返し数で、緑色光平均出力500W級のNd:YAGレーザーが実現可能であるとの見通しを得た。
毛利 智聡*; 竹村 守雄*
JNC TJ9450 2000-001, 96 Pages, 2000/03
JNC-TJ9450-2000-001.pdf:2.04MB
本報告書は、1986年に開始されたJASPER(Japanese-American Shielding Program for Experimental Research)計画の中で企画された計8個の一連の実験の中の最後の実験として、1992年6月末から約1ケ月間かけて、米国オークリッジ国立研究所(ORNL)にて実施された新遮蔽材透過実験の測定値、実験体系の寸法・組成データ、実験状況、測定システム等の情報を一冊にまとめたものである。作成にあたっては、ORNLから発行された新遮蔽材透過実験結果報告書の内容を基本とし、それに現地派遣員より報告された情報を補足した。新遮蔽材透過実験は、高速炉の遮蔽合理化のための高性能遮蔽材料の開発に資する実験データを取得する目的で企画された。遮蔽材料として水素を含有し中性子遮蔽性能の優れた金属であるジルコニウムハイドライド(ZrH1.7)を対象とした。ORNL遮蔽実験施設TSF(Tower Shielding Facility)の実験炉TSR-II(Tower Shielding Reactor-II)のコリメータ直後に、入射させる中性子スペクトルを模擬するスペクトル・モディファイア、およびジルコニウムハイドライド模擬多重層を設置した実験体系のもと、その後方で各種検出器を用いた中性子測定が行われた。ジルコニウムハイドライド模擬多重層は、既にTSFに存在していたジルコニウムスラブと、水素を含有するポリエチレンスラブを組み合わせて構成された。同様な実験測定がポリエチレンだけの厚いスラブについても実施された。広いエネルギー範囲にわたる中性子束の測定が全8体系で、また高速中性子のエネルギースペクトルの測定も大部分の体系で行われた。なお、JASPER計画は日米両国の液体金属冷却炉(LMR)の現行設計内容の進展に資することを目的として、米国エネルギー省(USDOE)と動力炉・核燃料開発事業団(現核燃料サイクル開発機構)との協力関係の一環として行われた日米共同遮蔽実験である。
鄭 和翊*; 加藤 政明; 松岡 史哲*; 丹羽 善人*; 丸山 庸一郎; 的場 徹; 有澤 孝
Applied Optics, 38(21), p.4548 - 4551, 1999/07
被引用回数：8 パーセンタイル：43.11(Optics)半導体励起高繰り返しジグザグスラブNd:YAGレーザーシステムに関する論文である。同レーザーは高平均出力テラワットチタンサファイアレーザーの励起に用いられる。同レーザーは100Hz以上の繰り返し数で2Jのパルスを発生することのできる増幅システムと高調波(2次:532nm)発生用に開発された拡散接合KTP結晶とで構成されている。増幅システムは2台の増幅器をリング型に統合したユニークな構成となっており、60%という高いエネルギー抽出効率を実現している。また、グレートラッキングフリーの2つのKTP結晶を接合して作られた波長変換器では約50%、1Jのパルスエネルギーを100Hzの繰り返し数で実現している。
井戸村 泰宏*; 徳田 伸二; 若谷 誠宏*
プラズマ・核融合学会誌, 75(2), p.131 - 142, 1999/02
電子系を含むジャイロ運動論的粒子シミュレーションの時間ステップ幅を制限するクーラン条件は、高速電子の通過運動により生じるバリスティックモードにより決定される。トカマクプラズマのパラメータでは、熱電子の通過時間はアルフベン時間の約1/10となることから、電子系を含むシミュレーションの計算コストは非常に大きくなる。本研究では、高速電子の通過時間と低周波モードの時間スケールの間にオーダリングを導入することにより、非正準リー変換を用いて高速通過電子の運動をその非摂動軌道に沿って平均化している。この結果、高速電子の通過運動に伴うバリスティックモードはジャイロ運動論的ブラゾフ-マックスウェル方程式系から解析的に消去され、より長い時間ステップ幅をとることが可能となった。電子系を含むジャイロ運動論的粒子シミュレーションの計算コストは大きく削減できた。
crystal for the second harmonic generation of high average power zigzag slab Nd:YAG laser鄭 和翊*; 加藤 政明; 松岡 史哲*; 丹羽 善人*; 丸山 庸一郎; 的場 徹; 有澤 孝
Japanese Journal of Applied Physics, Part 2, 38(1A-B), p.L35 - L37, 1999/01
被引用回数：6 パーセンタイル：32.51(Physics, Applied)高平均出力ジクザグスラブNd:YAGレーザーの第二高調波発生用に開発された拡散接合KTiOPO結晶(KTP)に関する論文である。二つの高品質KTPはz軸にそって接合されており、両者の結晶軸は接合後4分以内で一致していた。拡散接合により高品質で大型の結晶が実現され、高エネルギー高平均出力レーザーの波長変換がダメージフリーで行えるようになった。実験では2J100Hzの基本波が1Jのグリン光に変換されたが、これは50%の変換効率に相当する。
丸山 庸一郎; 加藤 政明; 大場 正規
JAERI-Tech 98-018, 45 Pages, 1998/06
波長可変レーザーの励起光源として半導体レーザーで励起されるジグザグスラブタイプのNd:YAG結晶をレーザー発振媒質とした全固体グリーンレーザーを設計・試作した。レーザーは、固体レーザー発振器、1台の増幅器及び波長変換装置より構成される。発振器で発生する平均出力約9Wの基本波(1064nm)を増幅器で増幅することによって、平均出力33Wを得た。増幅後のレーザー光の波面歪みは約3波長、共振器ミラーに起因するデフォーカスを除いた高次の歪み量は約0.3波長、また、レーザービームの質を表すM
は約1.5で回折限界に近いビーム質であった。その基本波を波長変換用結晶によって第二高調波(532nm)に変換することによって15.5Wの平均出力を得た。波長可変レーザーなどの励起に使用する第二高調波の波面歪みは少なく、高繰り返し条件下においても高い効率で高品質の第二高調波を発生できた。また、基本波を第三(355nm)、第四(266nm)高調波に変換し、それぞれ、平均出力15.5W,1.2W,2.3Wを得た。
鄭 和翊*; 加藤 政明; 丹羽 善人*; 原山 清香; 丸山 庸一郎; 的場 徹; 有澤 孝
Optics Letters, 23(7), p.514 - 516, 1998/04
被引用回数：19 パーセンタイル：67.71(Optics)超高速、高分解能イメージング技術開発を目指して、数百W級の平均出力を有するX線発生用の短パルスレーザーの開発を行っている。この短パルスレーザーはkW平均出力のグリーンレーザーを必要とするため、半導体レーザー励起Nd:YAGレーザーの開発を行っている。現在このレーザーからの平均出力は最高251Wであり、パルスエネルギーは1.26Jである。このレーザー出力をLBO結晶による第2高調波発生により、105Wのグリーン光に変換した。このグリーン光の空間モードプロファイルは均一であり、短パルスレーザー用チタンサファイア結晶の励起に適していることがわかった。また現システムの半導体レーザーの出力を増大することによって、基本波平均出力400W、グリーン光200Wを達成できることが理論計算によって明らかとなった。
丸山 庸一郎
Isotope News, p.2 - 5, 1998/02
数十フェムト秒(10
秒)という極めて短い時間の間にエネルギーを一気に放出するチタンサファイアをレーザー媒質とする超高ピーク出力レーザーは、これまでにない高い出力のレーザー光を発生させることができる。チタンサファイア結晶は、緑色のレーザー光を吸収することによって波長が約800nmのパルス幅の短いレーザー光を発生させるため、高平均出力の超短パルスレーザーを実現するにはチタンサファイアが吸収する緑色の光を高繰り返しで発振できる強力な駆動光源(ポンプレーザー)が不可欠である。これまで強力な緑色光は、フラッシュランプによってNd:YAG結晶のようなレーザー媒質を励起して赤外レーザー光を発生させ、これを波長変換することによって出していた。しかしフラッシュランプで発生する光の波長幅は広く、ごく一部しかレーザー媒質に吸収されず、ほとんどが熱に変わってしまうため発振効率が低く、高い繰り返し発振ができなかった。そこで原研では、超短パルスチタンサファイアレーザーのポンピング光源としてkHzオーダーの繰り返し数とkWオーダーの平均出力を目標に固体レーザー(Nd:YAGレーザー)の開発を進めている。
鄭 和翊*; 加藤 政明; 丹羽 善人*; 原山 清香; 丸山 庸一郎; 的場 徹; 有澤 孝
Solid State Lasers VII, 3265, p.212 - 218, 1998/00
超高速、高分解能イメージング技術開発を目指して、kHz級の繰り返し数を有するX線発生用の短パルスレーザーの開発を行っている。この短パルスレーザーはkHz級の高平均出力のグリーンレーザーを必要とするため、全固体LD励起Nd:YAGレーザーとその波長変換の研究も同時に行っている。YAGレーザーは発振器と3台の増幅器から構成されるMOPAシステムであり、すべてのレーザー結晶はスラブ状でLDにより励起される。現在、基本波の最大出力は250W,200Hzであり、LBO結晶を用いた波長変換により105W,170Hzのグリーン光発生に成功している。今後このYAGレーザーの高エネルギー化及び、高繰り返し化を進めるとともに、高平均出力の短パルスレーザーの励起に用いる予定である。
丸山 庸一郎; 鄭 和翊*; 加藤 政明; 丹羽 善人*; 原山 清香; 大場 正規; 的場 徹; 有澤 孝
レーザー学会研究会報告, p.25 - 29, 1997/12
高繰り返し極短パルスレーザーは、高平均出力X線レーザー用ドライバー、レーザー加速技術の研究開発、X線を用いたイメージングやホログラフィーさらには超微細加工などへの応用が期待され研究開発が進められている。現在、高繰り返し極短パルスレーザーのポンピング光源としては、アークランプなどと音響光学スイッチを組み合わせた固体レーザーが多く使われている。しかし、そのパルスエネルギーは数十mJと低、極短パルスレーザーで高いピーク出力を得るためには一層の短パルス化などが必要である。極短パルスレーザーのポンピング用光源には、高繰り返し、高エネルギーとともに均一な空間強度分布、最適なパルス幅などが要求される。原研では極短パルスレーザーの利用を進めるためにその高繰り返し化、高平均出力化の研究開発を行っており、極短パルスレーザー並びにそのポンピングを目的とした半導体レーザーで励起される全固体Nd:YAGレーザーの研究を進めている。ここでは原研における全固体ポンプレーザーの開発の現状について報告する。
吉澤 道夫; 山口 恭弘
IRPA9: 1996 International Congress on Radiation Protection, Proceedings, 3, p.41 - 43, 1996/00
ICRUは、個人線量計校正のための基準量として、ICRUスラブ線量当量(ICRU組織等価物質でできた30
3015cmのスラブファントムの中心軸上深さdmmにおける線量当量)を勧告した。校正実務のためには、中性子フルエンスからICRUスラブ線量当量への換算係数Hsl(d,
)/
が必要である。この換算係数に関する勧告は少ないので、換算係数の信頼性を向上させるためには、異なる手法と核データを用いた計算を行う必要がある。そこで、モンテカルロコードMCNP-4とJENDL-3.1に基づく断面積ライブラリを用いてHsl(d,)/を計算し、他の計算結果と比較した。その結果、手法と断面積ライブラリが異なっても、値は15%以内で一致することがわかった。また、最近再評価された中性子線質係数が換算係数に及ぼす影響、及びファントムのサイズを変えた場合の換算係数の差異についても明らかにした。
可児 吉男*; 中井 良大*; 姫野 嘉昭; 羽賀 一男*; 三宅 収; 近藤 悟*; 丹羽 元*
PNC TN9410 90-119, 58 Pages, 1990/03
高速増殖大型炉を念頭に,格納施設やルーフスラブの設計に当たっての条件設定の適切化を図るために,考慮すべき代表事象の選定方法,仮想事故の想定におけるナトリウムのFP保持効果の取扱い, 及び設計基準外事象に対する安全裕度の評価等手法について検討を行った。本報告書は, これらの検討に際して, 容易された資料をまとめたものである。
平野 雅司; 朝日 義郎
Journal of Nuclear Science and Technology, 16(4), p.235 - 244, 1979/00
被引用回数：0冷却材喪失事故に於ける再冠水過程、あるいは、中小破断時のブローダウン過程等に於いて、水平管内に、層状流が現われる。本論文では、簡単なモデルによって、層状並流二相流の定常状態を解析する。このモデルを、2つの実験に適用し、実験結果との比較を行なうとともに、層状流から、他の流動状態への遷移に関して、議論する。計算結果は、実験値との良い一致を示している。
山中 馨*
JAERI-M 7314, 15 Pages, 1977/10
無衝突ドリフト・テアリング・モード乱流による熱の生成及び輸送について解析した。スラブ・モデルを用いsingular layerの内側に乱流状態を仮定した。準線形理論により速度速間内の拡散方程式を解き、電子の平衡分布関数の時間変化を調べた。分布関数はマックスウェル型からflat-top型に移行する。またこの変化による熱の生成率は大きい。熱生成率は温度勾配・数密度勾配により空間変化をうけるが温度勾配による効果はその勾配を緩和するように働く。一方、熱輸送では摂動をうけた磁力線が不均一性の方向へ曲がり磁力線沿いの熱伝導を不均一性の方向へガイドする機構を調べた。対流・拡散の二つの機構とも同程度に重要である。この二つの機構とも、温度勾配・密度勾配両方により引き起される。熱拡散係数はMHD領域のものよりも、線形段階では大きく、一例としてPLTの数値を用いると20倍程度となる。
