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高橋 幸司; 今井 剛; 毛利 憲介*; 森 清治*; 野本 恭信*
JAERI-Research 2000-036, 26 Pages, 2000/09
JAERI-Research-2000-036.pdf:1.24MB
核融合実験炉における電子サイクロトロン波加熱/電流駆動(ECH/ECCD)ランチャーの中性子遮蔽に主眼を置いた概念設計について述べる。1ポートあたり20~25MWのEC波が入射可能で、超伝導コイルや真空窓(ECHトーラス窓)を中性子線などの放射線による損傷から保護する遮蔽性能を有することが必要である。それらの条件を満たすようなECHランチャー用ブランケットや導波管束、遮蔽体の概念設計検討を行うとともに、その概念設計検討をもとに2次元の遮蔽解析を行い、ECHランチャー詳細設計のための有効な設計指針を得た。
朝倉 伸幸; 辻-飯尾 俊二*; 池田 佳隆; 閨谷 譲; 関 正美
Review of Scientific Instruments, 66(12), p.5428 - 5432, 1995/12
被引用回数：18 パーセンタイル：78.6(Instruments & Instrumentation)高周波とプラズマとのカップリングの原理を理解し、核融合炉での高周波駆動用のランチャー(入射装置)を設計するために、スクレイプ・オフ相でのプラズマ(周辺プラズマ)分布の計測は最も重要である。この測定のため、可動静電プローブを製作し、JT-60Uの低域混成波(LH)ランチャーに組み込み、ランチャー前面からセパラトリクス近傍までのプラズマ分布(約12cm)を高空間分解能(1-2mm)で計測した。可動静電プローブは圧力シリンダーとばねを使用し、水平方向に25cmを1.5秒で往復できる。主な測定は約4msの周期の三角波を引加しダブル・プローブ法を用い行った。トリプルプローブ法も行い、前者と良い一致を示し、揺動測定も可能であることを明らかにした。LH波入射中、LHランチャー前面で局所加熱が起きていることも観測し、分布測定として画期的な成果を得た。測定で得た局所密度(7~10
10
m
)はモデル計算結果(カップリングに必要な密度)と良い一致を示した。
木村 晴行; 今井 剛; 山本 巧
Nuclear Fusion, 35(5), p.619 - 628, 1995/00
被引用回数：3 パーセンタイル：90.91(Physics, Fluids & Plasmas)本報告書は、平成5年11月10日-12日に那珂研究所で行われた「プラズマ加熱及び電流駆動における高周波ランチャーに関するIAEA技術検討会」において発表された内容をまとめたものである。
山本 巧; 木村 晴行; 今井 剛
JAERI-Conf 94-001, 157 Pages, 1994/08
本プロシーディングは、那珂研において平成5年11月10-12日に開催されたプラズマ加熱及び電流駆動における高周波ランチャーに関する技術検討会のものである。発表件数は23件であった。イオンサイクロトロン周波数帯では、10件の発表があり、主に大型装置における加熱用アンテナの問題点が検討された。特に、放射スペクトルとファラディーシールドの構造及び材料が不純物発生の抑制に対して重要であることが指摘された。JETとDIII-Dでは、電流駆動用のランチャーが取り付けられ、今後の実験が期待される。低域混成波周波数帯では、8件の発表があり、ランチャーの構造、コンディショニング、プラズマとの結合及びランチャー先端部の熱負荷についての検討結果が示された。次世代用に、先端部の熱負荷を考慮した、簡素化されたランチャーが提案された。電子サイクロトロン周波数帯では、5件の発表があり、応用の多様性と簡単なランチャー構造が特徴付けられた。
関 正美; 小原 建治郎; 前原 直; 池田 佳隆; 今井 剛; 永島 孝; Goniche, M.*; J.Brossaud*; C.Barral*; G.Berger-By*; et al.
JAERI-Conf 94-001, 0, p.110 - 115, 1994/08
次世代のLH電流駆動実験においては、準定常トカマク研究のために長パルスの高周波電力入射が必要となる。LHランチャ中に高周波を定常的にそして安定に伝送するためには、高周波によるガス放出特性を知ることが重要である。ガス放出研究を行うために、原研はフランス原子力庁と共同で四分岐導波管を用いたガス放出実験を実施し、重要な知見を得たので報告する。また、高い電流駆動効率を実現しながら、簡素化された構造を持つランチャーを開発することも重要なテーマである。実験に応じて放射スペクトルを可変できれば、さらに有利なランチャーで成り得る。これらの特性を満足する新ランチャーをモックアップを用いて開発したので報告する。
上原 和也; 永島 孝; 池田 佳隆; 今井 剛; 木村 晴行; 前原 直; 佐野 圭吾*; 渡辺 勇一*; 高橋 雅明*; 高橋 慶凾*; et al.
JAERI-M 91-182, 79 Pages, 1991/11
原研では核融合実験炉(FER)の低域混成波(LH)システムの概念設計を国際核融合炉(ITER)の概念設計と併行して進めてきた。LHシステムの物理的仕様である電流立上げ時のVolt・secの節約と周辺電流駆動を満足させるため、周波数5GHzRFパワー30MW(FER)、45-50MW(ITER)を予定している。これを達成するためには、1本当りの出力が0.7-0.8MWのクライストロンがFERでは72本ITERでは100本必要となる。入射アンテナはマルチジャンクション型で、電流駆動の効率を上げるために、方向性が改善されるようにできるだけシャープになるように設計している。FERでは1つのポートで、ITERでは2つのポートを用いてランチャーを水平方向に設置している。
池田 佳隆; 今井 剛; 坂本 慶司
IEEE Transactions on Plasma Science, 17(3), p.534 - 540, 1989/06
被引用回数：7 パーセンタイル：35.64(Physics, Fluids & Plasmas)LHRFランチャーに用いるビルボックス型真空窓の高周波放電について、実験的に調べた。この真空窓では、真空度が10
Pa以下の高真空度においても、放電が発生することが明らかとなり、この際、真空窓のセラミック温度が放電の無い場合と比べ、約100倍以上も大きい値を示した。この放電は、充分な高周波コンディショニングや、2次電子放出率の低いTiNや炭素コーラィングにより、抑制できた。
小西 一正*; 池田 佳隆; 関 正美; 今井 剛; 本田 正男; 横倉 賢治; 沢畠 正之; 佐藤 稔; 菅沼 和明; 牛草 健吉; et al.
Proc. of the IEEE 13th on Fusion Engineering,Vol. 1, p.207 - 210, 1989/00
JT-60の低域混成波帯高周波加熱装置では、1988年10月にマルチジャンクション型ランチャーを製作し、1989年1月よりJT-60での実験を開始した。わずか2週間のエージリングで入射電力2.75MWに達し、電流駆動効率を従来型ランチャーの1.4倍の3.410
mA/Wを記録した。本ランチャーはNパラメータのピークが2GHzで1~2.5になるように設計されており、構造的には従来の4段8列32本のグリル型アンテナの1本の導波管をトロイダル方向に3分割して4段24列96本マルチジャンクション型にしたものである。3分割した導波管には70゜の位相差を導波管間につけるための移相器が付いている。3分割部を全数測定した所、移相差は70
10゜、分配比は1/31/15であった。本論文では、このランチャーの設計と製作について述べる。
関 正美; 池田 佳隆; 今井 剛; 小西 一正*; 永島 孝; 上原 和也
Radio-Frequency Power in Plasmas, p.170 - 173, 1989/00
プラズマパメーターを向上すべくJT-60の改造が計画され、現在、機器の設計あるいは製作が進んでいる。重水素を用いプラズマ電流が6MAのダイバータ放電を目指す本改造は、高加熱入力により高温度・高密度のプラズマを得ることを目的としている。この改造に伴い、LHRFシステムも電流駆動や電流分布制御が効率的に行えるように設計中である。ランチャは16個のマルチジャンクション型モジウルより成り、10MW程度の高周波電力を入射できるように水平の大型ポートに設置される。各モジウルは、主導波管をトロイダル方向に12あるいは18分割された副導波管を持つ構造である。本ランチャの特徴は、使用周波数を変えて副導波管内の電気長を変えて磁力線に沿った屈折率(N
)を制御できることである。新型ランチャを使っての実験は、1991年の初めから始められる。
木村 晴行; 藤井 常幸; 池田 佳隆; 三枝 幹雄; 佐川 準基*; 関 正美; 上原 宗則*; 小林 則幸*; 斎藤 靖*; 小川 則幸*
JAERI-M 86-113, 25 Pages, 1986/08
JT-60 ICRF結合系のインピ-ダンス整合及び耐電力試験がJT-60本体真空容器への組込みに先だってテストスタンドにて行なわれた。2行2列の位相制御型ル-プアンテナアレイのインピ-ダンス整合が種々の位相設定条件に対して確認された。ル-プ間の相互結合により、アンテナの入力インピ-ダンスは位相条件に従って大きく変化する。マルチパクタ-放電が、観測され、そのパワ-領域が明らかにされた。実質2日間のエ-ジングの後に、結合系の2分の1部分に1MJの高周波エネルギ-を注入することが出来た。ガス放出、質量分析、ランチャ-の温度計測等、エ-ジング過程における観測結果が論じられる。
坂本 慶司; 今井 剛; 藤井 常幸; 池田 佳隆; 三枝 幹雄; 佐川 準基*; 永島 孝
IEEE Transactions on Nuclear Science, 14, p.548 - 553, 1986/00
トカマクプラズマの低域混成波帯加熱(LHRF加熱)用真空導波管型ランチャー中での単極マルチパクタ放電について、実験的、理論的研究を行った。磁場印加中の内面銅メッキされた導波管中を2GHz帯高周波電力が伝送されるとき、導波管による高周波電力吸収と、それによる導波管側壁の大きな温度上昇を伴った放電が観測された。この結果は単極マルチパクタ放電を仮定した計算結果とよい一致を示した。なお入射電力200kwにおける最大温度上昇率は、100
C/0.1秒であった。JT-60のように長いパルスRF入射が行われる場合、このような放電がおこると導波管を溶かす恐れがあるが、導波管内壁にカーボン等の2次電子放出率の小さい物質をコーティングすることにより、単極マルチパクタ放電は完全に抑えられることが明らかとなった。
高橋 幸司; 阿部 岩司; 磯崎 正美; 小松崎 学*; 阿部 輝雄*; 飯田 浩正*; 小林 則幸*; 梶原 健; 坂本 慶司
no journal, ,
水平ECランチャーのミリ波ビーム入射角度可変方向をトロイダルからポロイダルへの変更案において、設計変更のみならず変更による機器の耐熱性,構造健全性,耐電磁力性,中性子遮蔽性などを再評価し、総合的に水平ECランチャーの設計を構築し直す必要がある。まず、設計インパクトの大きい遮蔽ブランケットについて概念設計を行い、それに基づき耐電磁力性とランチャー全体の中性子遮蔽性を評価し、ポロイダル可変への設計変更の実現可能性について検討した。これまでの遮蔽ブランケットの構造設計を考慮し、電磁力解析モデリングに反映させた。ほぼ全ての遮蔽ブランケットモジュールの回転モーメントが設計リミット以下となることが明らかとなった。また、ランチャー全体についても回転モーメントがポートプラグの設計リミット以下となることを確認した。中性子遮蔽性については、ランチャー後部における停止後線量率を20%程低減できる遮蔽設計条件を得る一方で、周囲から誘導放射線の影響も明らかとなった。
森山 伸一; 小林 貴之; 澤畠 正之; 寺門 正之; 平内 慎一; 和田 健次; 日向 淳; 佐藤 福克; 横倉 賢治; 星野 克道; et al.
no journal, ,
JT-60SAに用いるECH装置として、1MWジャイロトロン9基、入射パワー7MW、ランチャー4基のシステムを設計するとともに、必要な技術開発を進めている。高ベータシナリオで想定されるトロイダル磁場1.7Tに加え、定格トロイダル磁場2.25Tにおいてコア領域でのECH/ECCDをも可能にする、110/138GHzの2周波数ジャイロトロンを設計製作し、両周波数で1MW 100秒の出力を確認、開発目標を達成した。一方、高信頼の水冷却が可能な直線駆動式ランチャーのモックアップを製作、広範囲ポロイダル/トロイダルビーム駆動の見通しを得た。2周波数対応の偏波器など共同研究の形で進めているものも含め、伝送機器開発も順調に進捗している。
